本發(fā)明涉及加速度傳感器及其制造方法。
背景技術(shù):
加速度傳感器可以通過測量施加于預(yù)定方向上的慣性力,確定連接到加速度傳感器的物體是否在任何方向上受力。傳統(tǒng)上,已使用包括配重的機(jī)械加速度傳感器,且最近已使用可以通過半導(dǎo)體工藝制造的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)型加速度傳感器。
然而,由于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)型加速度傳感器的制造過程垂直地轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)以在垂直方向上切斷,因此存在與平面方向相比,難以在垂直方向上構(gòu)造精密結(jié)構(gòu)的問題。因此,在不需要高精度時(shí),可以垂直安裝平面方向的加速度傳感器以測量垂直方向的移動(dòng)。然而,當(dāng)應(yīng)用該方法時(shí),可能在組裝過程中產(chǎn)生誤差,且存在結(jié)構(gòu)可能抗沖擊性或抗震性弱的問題。
因此,需要在水平和垂直方向上都能測量加速度且易于制造的加速度傳感器及其制造方法。
在該背景技術(shù)節(jié)公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解,并因此其可能包含沒有形成在該國對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種在水平和垂直方向上都可測量加速度且可易于制造的加速度傳感器及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的加速度傳感器包括:移動(dòng)電極,其在第一方向和垂直于第一方向的第二方向中的至少一個(gè)方向上延伸,并包括多個(gè)彼此連接的平面圖案;以及與移動(dòng)電極形成電容的對置電極,其中,該多個(gè)平面圖案包括:第一框架圖案;將移動(dòng)電極固定到周圍結(jié)構(gòu)的第一錨固件圖案;第一彈簧圖案,其連接該第一框架圖案和第一錨固件圖案,并具有第一方向的拉伸方向;第二彈簧圖案,其連接第一框架圖案和第一錨固件圖案,并具有第二方向的拉伸方向;翼形件圖案;以及第三彈簧圖案,其連接第一框架圖案和翼形件圖案,并具有與第一方向和第二方向垂直的第三方向的拉伸方向,且加速度是根據(jù)電容變化測量的。
對置電極可以為多個(gè),該對置電極可以根據(jù)在第一方向、第二方向和第三方向中的測量目標(biāo)方向而選擇,且可以根據(jù)所選對置電極和移動(dòng)電極之間的電容變化來對測量目標(biāo)方向的加速度進(jìn)行測量。
第三彈簧圖案可以具有包圍翼形件圖案外部的形狀。
第三彈簧圖案可以與翼形件圖案的中心連接。
第一框架圖案可以在第一方向上與第一彈簧圖案連接,并可以在第二方向上與第二彈簧圖案連接。
第一錨固件圖案和第一框架圖案可以為多個(gè),且第一錨固件圖案可位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案之間。
多個(gè)平面圖案還可以包括:將移動(dòng)電極固定到周圍結(jié)構(gòu)的第二錨固件圖案;第二框架圖案,其位于第二錨固件圖案和對應(yīng)于第二錨固件圖案的第一錨固件圖案之間;連接第一錨固件圖案和第二框架圖案的第四彈簧圖案;以及連接第二框架圖案和第二錨固件圖案的第五彈簧圖案。
第二框架圖案可以包括多個(gè)梳齒電極。
多個(gè)梳齒電極可以在與連接第一錨固件圖案和第二錨固件圖案的方向垂直的方向上延伸。
多個(gè)平面圖案可以具有相同的材料成分。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于制造加速度傳感器的方法包括:形成平面電極層;以及通過使用掩模,圖案化平面電極層以形成移動(dòng)電極,其中,移動(dòng)電極在第一方向和垂直于第一方向的第二方向中的至少一個(gè)方向上延伸,且包括多個(gè)彼此連接的平面圖案;且其中,該多個(gè)平面圖案包括:第一框架圖案;將移動(dòng)電極固定到周圍結(jié)構(gòu)的第一錨固件圖案;第一彈簧圖案,其連接第一框架圖案和第一錨固件圖案,并具有第一方向的拉伸方向;第二彈簧圖案,其連接第一框架圖案和第一錨固件圖案,并具有第二方向的拉伸方向;翼形件圖案;以及第三彈簧圖案,其連接第一框架圖案和翼形件圖案,并具有與第一方向和第二方向垂直的第三方向的拉伸方向。
在形成移動(dòng)電極的步驟中,與移動(dòng)電極形成電容的對置電極可以與移動(dòng)電極一起形成。
第三彈簧圖案可以由包圍翼形件圖案外部的形狀形成。
第三彈簧圖案可以連接到翼形件圖案的中心。
第一框架圖案可以在第一方向上與第一彈簧圖案連接,并可以在第二方向上與第二彈簧圖案連接。
第一錨固件圖案和第一框架圖案可以為多個(gè),且第一錨固件圖案可位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案之間。
該多個(gè)平面圖案還可以包括:將移動(dòng)電極固定到周圍結(jié)構(gòu)的第二錨固件圖案;第二框架圖案,其位于第二錨固件圖案和對應(yīng)于該第二錨固件圖案的第一錨固件圖案之間;連接第一錨固件圖案和第二框架圖案的第四彈簧圖案;以及連接第二框架圖案和第二錨固件圖案的第五彈簧圖案。
第二框架圖案可以包括多個(gè)梳齒電極。
該多個(gè)梳齒電極可在與連接第一錨固件圖案和第二錨固件圖案的方向垂直的方向上延伸。
該多個(gè)平面圖案可以具有相同的材料成分。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例,可以提供在水平和垂直方向上都可測量加速度且可易于制造的加速度傳感器及其制造方法。
附圖說明
圖1A和圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)電極的平面圖。
圖2A和圖2B分別是平面圖和橫截面?zhèn)纫晥D,示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)電極和對置電極的相關(guān)布置。
圖3是示出加速度傳感器在第一方向上移動(dòng)的情況的透視圖。
圖4是示出加速度傳感器在與第二方向相反的方向上移動(dòng)的情況的透視圖。
圖5A和圖5B分別是透視圖和側(cè)視圖,示出加速度傳感器在第三方向上移動(dòng)的情況。
具體實(shí)施方式
應(yīng)理解術(shù)語“車輛”或“車輛的”或如在本文中使用的其他類似術(shù)語一般包括機(jī)動(dòng)車輛,諸如包括運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(SUV)的乘用車、公共汽車、卡車、各種商業(yè)車輛、包括各種船只和船舶的水運(yùn)工具、飛行器,等等,并包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插入式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛,以及其他代用燃料車輛(例如,得自除石油之外的資源的燃料)。如在本文中提到,混合動(dòng)力車輛是具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力源的車輛,例如具有汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。
在本文中使用的術(shù)語僅用于描述特別實(shí)施例并且不意圖限制本發(fā)明。如在本文中使用,單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”意圖同樣包括復(fù)數(shù)形式,除上下文以其他方式明確表明之外。進(jìn)一步理解術(shù)語“包括”和/或“包含”,在本說明書中使用時(shí),指定已陳述特征、整體、步驟、操作、要素和/或部件的存在,但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如在本文中使用,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出條目中的一個(gè)或多個(gè)的任何與全部組合。在整個(gè)說明書中,除明確相反描述之外,單詞“包括”和變體諸如“包含”或“正在包括”應(yīng)理解為意味著包括所陳述要素但不排除任何其他要素。另外,在本說明書中描述的術(shù)語“單元”、“-器”、“-機(jī)”和“模塊”意思是用于處理至少一個(gè)功能和操作的單元,并可通過硬件部件或軟件部件或其組合來實(shí)施。
進(jìn)一步地,本發(fā)明的控制邏輯可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括但不限于ROM、RAM、緊湊光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、快閃驅(qū)動(dòng)器、智能卡以及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可以分布在聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,使得計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以分布形式存儲并執(zhí)行,例如,通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)存儲并執(zhí)行。
下文將參照附圖更完整描述本發(fā)明,附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到,可以以各種不同的方式修改所描述的實(shí)施例,這些修改都不背離本發(fā)明的精神或保護(hù)范圍。
加速度傳感器包括移動(dòng)電極和對置電極。當(dāng)加速度傳感器移動(dòng)時(shí),移動(dòng)電極受到慣性力,使得其位置發(fā)生改變,且移動(dòng)電極和對置電極之間的電容發(fā)生改變。如果測量電容的變化方向和變化量,則可計(jì)算由加速度傳感器測量的目標(biāo)的加速度。
圖1A和圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)電極的視圖。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)電極10包括彼此連接的多個(gè)平面圖案。也就是說,在第一方向x和與第一方向x垂直的第二方向y中的至少一個(gè)方向上延伸的該多個(gè)平面圖案彼此連接以配置該移動(dòng)電極10。第三方向z垂直于第一方向x和第二方向y。也就是說,在本示例性實(shí)施例中,平面方向由第一方向x和第二方向y定義,且垂直方向由第三方向z定義。
根據(jù)示例性實(shí)施例,移動(dòng)電極10可以通過蝕刻預(yù)先使用掩模提供的平面電極層來全部立刻形成。使用掩模的蝕刻方法可以與傳統(tǒng)技術(shù)(例如,光刻)一起應(yīng)用。也就是說,本示例性實(shí)施例的多個(gè)平面圖案在單獨(dú)形成之后沒有彼此連接,但優(yōu)選地,多個(gè)平面圖案通過使用一個(gè)掩模被全部立刻圖案化,從而簡化了制造過程,因而減少生產(chǎn)成本。
參考圖1A和圖1B,多個(gè)平面圖案分別包括:第一錨固件圖案(anchor pattern)(101、102、103、104、105、106、107和108)、翼形件圖案(wing pattern)111、第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)、第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136)、第二彈簧圖案(141、142、143、144、145和146)、第三彈簧圖案(112、113、114和115)、第四彈簧圖案(171、172、173和174)、第五彈簧圖案(181a、181b、182a、182b、183a、183b、184a、184b、185a、185b、186a、186b、187a、187b、188a和188b)、第二錨固件圖案(151、152、153、154、155、156、157和158),以及第二框架圖案(161、162、163和164)。
第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)將移動(dòng)電極固定到周圍結(jié)構(gòu)。該第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)具有支承移動(dòng)電極10的功能,且其位置在沒有慣性移動(dòng)影響的狀態(tài)下被固定到移動(dòng)電極10。因此,移動(dòng)電極10可以相對于第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)的參考位置在第一方向x、第二方向y和第三方向z上被慣性移動(dòng)。在本示例性實(shí)施例中,可以在第一方向x上被慣性移動(dòng)或被移動(dòng)意味著可以在與第一方向x相反的方向–x上被慣性移動(dòng)或被移動(dòng)。類似地,在本示例性實(shí)施例中,可以在第二方向y上被慣性移動(dòng)或被移動(dòng)意味著可以在與第二方向y相反的方向–y上被慣性移動(dòng)或被移動(dòng),且可以在第三方向z上被慣性移動(dòng)或被移動(dòng)意味著可以在與第三方向z相反的方向–z上被慣性移動(dòng)或被移動(dòng)。
第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)可以連接到第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136)、第二彈簧圖案(141、142、143、144、145和146)和第三彈簧圖案(112、113、114和115)。該第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)可以在不同方向上使彈簧圖案的收縮移動(dòng)偏移,以便不干擾中心。也就是說,該第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)可以使移動(dòng)電極10的第一方向x的慣性移動(dòng)、第二方向y的慣性移動(dòng)和第三方向z的慣性移動(dòng)彼此分離。
第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136)連接第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)和第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108),且拉伸方向?yàn)榈谝环较騲。因此,第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136)主要有助于移動(dòng)電極10的第一方向x的慣性移動(dòng)。
具體地,第一彈簧圖案131可以連接第一框架圖案121a和第一錨固件圖案101,第一彈簧圖案132可以連接第一框架圖案122a和第一錨固件圖案102,第一彈簧圖案133可以連接第一框架圖案122a和123a以及第一錨固件圖案103和104,第一彈簧圖案134可以連接第一框架圖案123a和第一錨固件圖案105,第一彈簧圖案135可連接第一框架圖案124a和第一錨固件圖案106,且第一彈簧圖案136可以連接第一框架圖案121a和124a以及第一錨固件圖案107和108。
在圖1A和圖1B的示例性實(shí)施例中,第一彈簧圖案133通過第二彈簧圖案142與第一框架圖案122a連接,并通過第二彈簧圖案143與第一框架圖案123a連接。然而,在另一個(gè)示例性實(shí)施例中,第一彈簧圖案133在沒有與第二彈簧圖案142和143連接的狀態(tài)下,可以直接地且獨(dú)立地連接到第一框架圖案122a和123a。第一彈簧圖案136也可以被認(rèn)為是另一個(gè)類似示例性實(shí)施例。
第二彈簧圖案(141、142、143、144、145和146)連接第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)和第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108),且拉伸方向?yàn)榈诙较騳。因此,第二彈簧圖案主要有助于移動(dòng)電極10的第二方向y的慣性移動(dòng)。
具體地,第二彈簧圖案141可以連接第一框架圖案121a和122a以及第一錨固件圖案101和102,第二彈簧圖案142可以連接第一框架圖案122a和第一錨固件圖案103,第二彈簧143可以連接第一框架圖案123a和第一錨固件圖案104,第二彈簧圖案144可以連接第一框架圖案123a和124a以及第一錨固件圖案105和106,第二彈簧圖案145可以連接第一框架圖案124a和第一錨固件圖案107,且第二彈簧圖案146可以連接第一框架圖案121a和第一錨固件圖案108。
在圖1A和圖1B的示例性實(shí)施例中,第二彈簧圖案141通過第一彈簧圖案131與第一框架圖案121a連接,并通過第一彈簧圖案132與第一框架圖案122a連接。然而,在另一個(gè)示例性實(shí)施例中,第二彈簧圖案141在沒有與第二彈簧圖案131和132連接的狀態(tài)下,可以直接地且獨(dú)立地連接到第一框架圖案121a和122a。第二彈簧圖案144可以被認(rèn)為是另一個(gè)類似的示例性實(shí)施例。
翼形件圖案111可以通過第三彈簧圖案(112、113、114和115)在第三方向z上被慣性移動(dòng)。翼形件圖案111與其他圖案相比具有相對廣闊的面積,且可同面向其的對置電極一起在第三方向z上形成電容。對置電極將參考圖2A和圖2B進(jìn)行詳細(xì)描述。
第三彈簧圖案(112、113、114和115)連接第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)和翼形件圖案111,且拉伸方向?yàn)榕c第一方向x和第二方向y垂直的第三方向z。第三彈簧圖案(112、113、114和115)可以連接到翼形件圖案111的中心。
具體地,第三彈簧圖案112可以連接第一框架圖案121a和翼形件圖案111,第三彈簧圖案113可以連接第一框架圖案122a和翼形件圖案111,第三彈簧圖案114可以連接第一框架圖案123a和翼形件圖案111,且第三彈簧圖案115可以連接第一框架圖案124a和翼形件圖案111。
第三彈簧圖案(112、113、114和115)可以具有包圍翼形件圖案111外部的形狀。
第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)可以在第一方向x上連接第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136),且該第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)在第二方向y上連接第二彈簧圖案(141、142、143、144、145和146)。在圖1A和圖1B的示例性實(shí)施例中,第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)可以按布置在四邊形的頂點(diǎn)處的方式被定位。
第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)可以位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案(121a、122a、123a和124a)之間。
具體地,第一錨固件圖案101和102可以位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案121a和122a之間,第一錨固件圖案103和104可以位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案122a和123a之間,第一錨固件圖案105和106可以位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案123a和124a之間,且第一錨固件圖案107和108可以位于兩個(gè)相鄰第一框架圖案124a和121a之間。
第二錨固件圖案(151、152、153、154、155、156、157和158)可以將移動(dòng)電極10固定到周圍結(jié)構(gòu)。第二錨固件圖案(151、152、153、154、155、156、157和158)具有與第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)相似的功能,使得為了方便起見省略其描述。
第二框架圖案(161、162、163和164)可以位于第二錨固件圖案(151、152、153、154、155、156、157和158)和對應(yīng)的第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)之間。
具體地,第二框架圖案161可以位于第二錨固件圖案151和152以及第一錨固件圖案101和102之間,第二框架圖案162可以位于第二錨固件圖案153和154以及第一錨固件圖案103和104之間,第二框架圖案163可以位于第二錨固件圖案155和156以及第一錨固件圖案105和106之間,且第二框架圖案164可以位于第二錨固件圖案157和158以及第一錨固件圖案107和108之間。
第二框架圖案(161、162、163和164)可包括多個(gè)梳齒電極(161a、161b、162a、162b、163a、163b、164a和164b)。該多個(gè)梳齒電極(161a、161b、162a、162b、163a、163b、164a和164b)可以在與連接第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)和第二錨固件圖案(151、152、153、154、155、156、157和158)的方向垂直的方向上延伸。
具體地,第二框架圖案161的多個(gè)梳齒電極161a和161b可以在與連接第一錨固件圖案101和102以及第二錨固件圖案151和152的方向垂直的方向上延伸,第二框架圖案162的多個(gè)梳齒電極162a和162b可以在與連接第一錨固件圖案103和104以及第二錨固件圖案153和154的方向垂直的方向上延伸,第二框架圖案163的多個(gè)梳齒電極163a和163b可以在與連接第一錨固件圖案105和106以及第二錨固件圖案155和156的方向垂直方向上延伸,且第二框架圖案164的多個(gè)梳齒電極164a和164b可以在與連接第一錨固件圖案107和108以及第二錨固件圖案157和158的方向垂直的方向上延伸。
多個(gè)梳齒電極(161a、161b、162a、162b、163a、163b、164a和164b)擴(kuò)展后面所描述的對置電極(21、22、31和32)和移動(dòng)電極10之間的面向面積,從而擴(kuò)大移動(dòng)電極10和對置電極21、22、31和32(參考圖2A)之間的電容。
第四彈簧圖案(171、172、173和174)可以連接第一錨固件圖案(101、102、103、104、105、106、107和108)和第二框架圖案(161、162、163和164)。
具體地,第四彈簧圖案171可以連接第一錨固件圖案101和102以及第二框架圖案161,第四彈簧圖案172可以連接第一錨固件圖案103和104以及第二框架圖案162,第四彈簧圖案173可以連接第一錨固件圖案105和106以及第二框架圖案163,且第四彈簧圖案174可以連接第一錨固件圖案107和108以及第二框架圖案164。
第四彈簧圖案171和173的拉伸方向可以是第二方向y,且第四彈簧圖案172和174的拉伸方向可以是第一方向x。
第五彈簧圖案(181a、181b、182a、182b、183a、183b、184a、184b、185a、185b、186a、186b、187a、187b、188a和188b)可以連接第二框架圖案(161、162、163和164)和第二錨固件圖案(151、152、153、154、155、156、157和158)。
具體地,第五彈簧圖案181a和181b可以連接第二框架圖案161和第二錨固件圖案151,第五彈簧圖案182a和182b可以連接第二框架圖案161和第二錨固件圖案152,第五彈簧圖案183a和183b可以連接第二框架圖案162和第二錨固件圖案153,第五彈簧圖案184a和184b可以連接第二框架圖案162和第二錨固件圖案154,第五彈簧圖案185a和185b可以連接第二框架圖案163和第二錨固件圖案155,第五彈簧圖案186a和186b可以連接第二框架圖案163和第二錨固件圖案156,第五彈簧圖案187a和187b可以連接第二框架圖案164和第二錨固件圖案157,且第五彈簧圖案188a和188b可以連接第二框架圖案164和第二錨固件圖案158。
第五彈簧圖案(181a、181b、182a、182b、185a、185b、186a和186b)的拉伸方向可以是第二方向y,且第五彈簧圖案(183a、183b、184a、184b、187a、187b、188a和188b)的拉伸方向可以是第一方向x。
多個(gè)平面圖案可以具有相同的材料成分。如上所述,多個(gè)平面圖案可以通過圖案化一個(gè)平面電極層形成,從而具有相同的材料成分。
圖2A和圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)電極和對置電極的相關(guān)布置的視圖。
參考圖2A和圖2b,加速度傳感器包括移動(dòng)電極10和對置電極21、22、31、32、41以及42。對置電極21和22可以被定位以在第一方向x上面向移動(dòng)電極10。對置電極31和32可以被定位以在第二方向y上面向移動(dòng)電極10。對置電極41和42可以被定位以在第三方向z上面向移動(dòng)電極10。
對置電極(21、22、31、32、41和42)與移動(dòng)電極10形成電容。加速度傳感器基于電容測量加速度,其中該電容根據(jù)施加于加速度傳感器的慣性力發(fā)生改變。具體地,根據(jù)第一方向x、第二方向y、和第三方向z中的測量目標(biāo)方向選擇對置電極(21、22、31、32、41和42),并檢測所選對置電極和移動(dòng)電極10之間的電容變化,從而為測量目標(biāo)方向測量加速度。
例如,在測量第一方向x的加速度時(shí),如果對置電極21和移動(dòng)電極10之間的電容減小,且對置電極22和移動(dòng)電極10之間的電容增大,則可以確定移動(dòng)電極根據(jù)慣性力在第一方向x上被移動(dòng)。如果對置電極21和移動(dòng)電極10之間的電容增大,且對置電極22和移動(dòng)電極10之間的電容減小,則可以確定移動(dòng)電極根據(jù)慣性力在第一方向x的相反方向-x上被移動(dòng)。
在測量第二方向y的加速度時(shí),如果對置電極32和移動(dòng)電極10之間的電容減小,且對置電極31和移動(dòng)電極10之間的電容增大,則可以確定移動(dòng)電極根據(jù)慣性力在第二方向y上被移動(dòng)。如果對置電極32和移動(dòng)電極10之間的電容增大,且對置電極31和移動(dòng)電極10之間的電容減小,則可以確定移動(dòng)電極根據(jù)慣性力在第二方向y的相反方向-y上被移動(dòng)。
在測量第三方向z的加速度時(shí),如果對置電極42和移動(dòng)電極10之間的電容減小,且對置電極41和移動(dòng)電極10之間的電容增大,則可以確定移動(dòng)電極根據(jù)慣性力在第三方向z上被移動(dòng)。如果對置電極42和移動(dòng)電極10之間的電容增大,且對置電極41和移動(dòng)電極10之間的電容減小,則可以確定移動(dòng)電極根據(jù)慣性力在第三方向z的相反方向-z上被移動(dòng)。
第二框架圖案(161、162、163和164)的梳齒電極(161a、161b、162a、162b、163a、163b、164a和164b)擴(kuò)大對置電極(21、22、31和32)和移動(dòng)電極10之間的面向面積,從而增大移動(dòng)電極10和對置電極(21、22、31和32)(參考圖1A)之間的電容。
梳齒電極(161a、161b、163a和163b)可以擴(kuò)大對置電極(31和32)和移動(dòng)電極10之間的面向面積,且梳齒電極(162a、162b、164a和164b)可以擴(kuò)大對置電極(21和22)和移動(dòng)電極10之間的面向面積。
因此,相對小于第三方向z的面向面積的第一方向x和第二方向y的面向面積可以由梳齒電極(161a、161b、162a、162b、163a、163b、164a和164b)擴(kuò)大。
對置電極(21、22、31和32)可以位于與移動(dòng)電極10相同的平面上,在圖案化移動(dòng)電極10時(shí),對置電極可以與其一起被圖案化。也就是說,通過使用一個(gè)掩模,一個(gè)上述平面電極層可以同時(shí)被圖案化為移動(dòng)電極10和對置電極(21、22、31和32)。
圖3是描繪加速度傳感器在第一方向上移動(dòng)的情況的視圖。
因?yàn)榧铀俣葌鞲衅髟诘谝环较騲上被移動(dòng),所以移動(dòng)電極10根據(jù)慣性力在第一方向x的相反方向-x上被移動(dòng)。
參考圖3,當(dāng)移動(dòng)電極10在第一方向x的相反方向-x上被移動(dòng)時(shí),可以確認(rèn)第一彈簧圖案(131、133和135)、第四彈簧圖案174和第五彈簧圖案(188b、187b、183a和184a)被拉伸,且第一彈簧圖案(132、134和136)、第四彈簧圖案172和第五彈簧圖案(188a、187a、183b和184b)被還原。
在這種情況下,不對應(yīng)于第一方向x的第二彈簧圖案(141、142、143、144、145和146)、第三彈簧圖案(112、113、114和115)、第四彈簧圖案(171和173)和第五彈簧圖案(181a、181b、182a、182b、185a、185b、186a和186b)沒有被拉伸,或其拉伸量與對應(yīng)于第一方向x的彈簧圖案相比可能非常小。
圖4是描繪加速度傳感器在第二方向的相反方向上移動(dòng)的情況的視圖。
加速度傳感器在第二方向y的相反方向-y上被移動(dòng),使得移動(dòng)電極10根據(jù)慣性力在第二方向y上被移動(dòng)。
參考圖4,當(dāng)移動(dòng)電極10在第二方向y上被移動(dòng)時(shí),可以確認(rèn)第二彈簧圖案(142、144和146)、第四彈簧圖案171和第五彈簧圖案(181b、182b、185a和186a)被拉伸,且第二彈簧圖案(141、143和145)、第四彈簧圖案173和第五彈簧圖案(181a、182a、185b和186b)被還原。
在這種情況下,不對應(yīng)于第二方向y的第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136)、第三彈簧圖案(112、113、114和115)、第四彈簧圖案(172和174)和第五彈簧圖案(183a、183b、184a、184b、187a、187b、188a和188b)沒有被拉伸,或其拉伸量與對應(yīng)于第二方向y的彈簧圖案相比可能非常小。
圖5A和圖5B是描繪加速度傳感器在第三方向上移動(dòng)的情況的視圖。
因?yàn)榧铀俣葌鞲衅髟诘谌较騴上被移動(dòng),所以移動(dòng)電極10根據(jù)慣性力在第三方向z的相反方向-z上被移動(dòng)。
參考圖5A和圖5B,當(dāng)移動(dòng)電極10在第三方向z的相反方向-z上被移動(dòng)時(shí),第三彈簧圖案(112、113、114和115)在第三方向z的相反方向-z上被彎曲。
在這種情況下,不對應(yīng)于第三方向z的第一彈簧圖案(131、132、133、134、135和136)、第二彈簧圖案(141、142、143、144、145和146)、第四彈簧圖案(171、172、173和174)和第五彈簧圖案(181a、181b、182a、182b、183a、183b、184a、184b、185a、185b、186a、186b、187a、187b、188a和188b)沒有被拉伸,或其拉伸量與對應(yīng)于第三方向z的彈簧圖案相比可能非常小。
如上參考圖3至圖5B所述,當(dāng)移動(dòng)電極10根據(jù)慣性力通過對應(yīng)于加速度傳感器而改變位置時(shí),具有每個(gè)方向性的彈簧圖案僅在對應(yīng)方向上被拉伸,且不受其它方向的影響,或其影響可以最小化。
在本發(fā)明中,涉及本發(fā)明的附圖和所公開的本發(fā)明的詳細(xì)描述僅是示例性的,且它們用于描述本發(fā)明,但不用于限制意義或限制權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地理解,各種修改和等效實(shí)施例是能夠?qū)崿F(xiàn)的。因此,本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)保護(hù)范圍將基于所附權(quán)利要求的技術(shù)理念來確定。