[发明专利]平行板电容器

说明书

技术领域

本发明电容器，尤其涉及平行板电容器。

背景技术

微机电系统（Micro-electro-mechanical System, MEMS）是近年来发展起来的一个多学科交叉的前沿性高技术领域。MEMS利用从半导体技术上发展起来的硅微机械加工工艺，主要以硅为材料，在硅片上制作出尺寸在微米量级、悬浮可动的三维结构，实现对外界信息的感知和控制。MEMS加速度传感器便是基于该技术的一种传感器件。

如大家所知道的，电容式MEMS加速度传感器的基本结构为质量块与固定电极组成的电容器。当加速度使得质量块产生位移时，改变电容器的电极之间的重叠面积或间距，在这样的情况下，便可通过测量电容器电容的改变来实现对加速度的测量。作为MEMS加速传感器的一种，由平板电容器构成的加速传感器由于工艺简单，受寄生电容和边缘效应的影响较小，对处理电路的要求较低且应用更为广泛。

但是，由于当前这种加速度传感器的平板电容器的电容变化范围较小，导致传感器的灵敏度较低。

发明内容

    有鉴于此，本发明提供一种平行板电容器。该电容器包括第一极板和与第一极板相对设置的第二极板，其中，该平行板电容器还包括在形成所述第一极板的基底上设置的至少一对敏感单元，所述敏感单元包括敏感元件和将敏感元件连接到所述第一极板的元件连接臂；设置在所述第二极板所在的基底上的锚定支座，其通过悬臂梁连接到所述元件连接臂；其中，每个元件连接臂与相对于其对称的至少两个锚定支座连接。

    优选地，在该平行板电容器中，各敏感元件为质量块，各元件连接臂和悬臂梁均由硅形成，且各元件连接臂比各悬臂梁厚。

    本发明还提供一种平行板电容器，其包括第一极板和与第一极板相对设置的第二极板，还包括在形成所述第一极板的基底上设置的至少一个敏感单元，所述敏感单元被所述第一极板包围，且所述敏感单元包括敏感元件和将敏感元件连接到所述第一极板的元件连接臂；设置在所述第二极板所在的基底上的锚定支座，其通过悬臂梁连接到所述元件连接臂；其中，每个元件连接臂与相对于其对称的至少两个锚定支座连接。

    本发明所述的平板电容器，通过元件连接臂、敏感元件和电容器的第一极板形成的杠杆的作用，可以放大敏感元件的受力，从而使得电容器更容易受到力的影响而产生电容的变化。

附图说明

图1是根据本发明所述的一个实施例的平行板电容器1的结构的平面示意图。

图2是图1从a-a’处的平板电容器的侧面示意图。

图3是根据本发明的又一个实施例的平行板电容器2的结构的平面示意图。

具体实施方式

现结合附图进一步说明本发明。本领域技术人员可以理解到，以下只是结合具体实施方式对本发明的主旨进行非限制性说明，本发明所主张的范围由所附的权利要求确定，任何不脱离本发明精神的修改、变更都应由本发明的权利要求所涵盖。

图1是根据本发明所述的一个实施例的平行板电容器的结构的平面示意图。所示的平行板电容器包括第一极板10和第二极板（未示出），第一对敏感元件21a、21b和第二对敏感元件22a、22b，用于分别将第一对敏感元件21a、21b连接到第一极板10的元件连接臂23a、23b，用于分别将第二对敏感元件22a、22b连接到第一极板10的元件连接臂24a、24b，设置在第二极板的锚定支座30、31、32和33，将锚定支座30连接到元件连接臂23a的悬臂梁30a，将锚定支座31连接到元件连接臂23a的悬臂梁30b，将锚定支座32连接到元件连接臂24b的悬臂梁31a，将锚定支座32连接到元件连接臂24b的悬臂梁31b，将锚定支座32连接到元件连接臂23b的悬臂梁32a，将锚定支座33连接到元件连接臂23b的悬臂梁32b，将锚定支座33连接到元件连接臂24a的悬臂梁33a，将锚定支座30连接到元件连接臂24a的悬臂梁33b。优选地，各悬臂梁与连接到其的元件连接臂垂直。

敏感元件和元件连接臂构成了敏感单元，它们均设置在第一极板所在的硅基底上。敏感元件例如为质量块。敏感元件和元件连接臂在本例中均由硅材料形成，例如通过在基底上蚀刻从而获得敏感元件和元件连接臂，可以理解，质量块的重量较大。各悬臂梁同样由硅材料形成在第一极板所在的硅基底上，且各悬臂梁要比元件连接臂薄一些。设置在第二极板上的锚定支座从第二极板延伸到第一极板并与相应的悬臂梁固定连接。