[发明专利]用于MEMS传感器设备特别是MEMS陀螺仪的具有改进的驱动特征的微机械检测结构有效
申请号: | 201610877204.2 | 申请日: | 2016-09-30 |
公开(公告)号: | CN107179074B | 公开(公告)日: | 2021-06-11 |
发明(设计)人: | G·加特瑞;L·G·法罗尼;C·瓦尔扎希纳 | 申请(专利权)人: | 意法半导体股份有限公司 |
主分类号: | G01C19/5656 | 分类号: | G01C19/5656;G01C19/5663 |
代理公司: | 北京市金杜律师事务所 11256 | 代理人: | 王茂华;张曦 |
地址: | 意大利阿格*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 mems 传感器 设备 特别是 陀螺仪 具有 改进 驱动 特征 微机 检测 结构 | ||
1.一种微机械检测结构,包括:
包括半导体材料的衬底;
驱动质量体布置,被配置为以驱动移动被驱动;
第一锚固单元,耦合至所述驱动质量体布置,并且被配置为在第一锚固部处将所述驱动质量体布置弹性地耦合至所述衬底;
被驱动质量体布置;
第二锚固单元,耦合至所述被驱动质量体布置,并且被配置为在第二锚固部处将所述被驱动质量体布置弹性地耦合至所述衬底;
耦合单元,被配置为:将所述驱动质量体布置弹性地耦合到所述被驱动质量体布置,并且响应于所述驱动质量体布置的所述驱动移动而以被驱动移动来驱动所述被驱动质量体布置,所述耦合单元进一步被配置为:响应于所述驱动质量体布置的所述驱动移动和所述被驱动质量体布置的所述被驱动移动,而在所述第一锚固部和所述第二锚固部处提供如下的力和扭矩,所述力和所述扭矩导致作用于所述衬底上的为零的力和扭矩,其归因于所提供的所述力和所述扭矩;以及
平面元件,在第一水平轴线和第二水平轴线所定义的水平平面中,
其中所述驱动质量体布置包括第一驱动质量体和第二驱动质量体,所述第一驱动质量体和所述第二驱动质量体被配置为沿着所述第二水平轴线在相反方向上被驱动,
其中所述被驱动质量体布置包括第一被驱动质量体,所述第一被驱动质量体沿着所述第一水平轴线被布置在所述第一驱动质量体与所述第二驱动质量体之间,并且其中所述第一被驱动质量体被配置为:响应于所述第一驱动质量体和所述第二驱动质量体沿着所述第二水平轴线在相反方向上被驱动,而在所述水平平面中以旋转移动被驱动,并且
其中所述耦合单元包括:将所述第一被驱动质量体弹性地耦合至所述第一驱动质量体的第一耦合元件、以及将所述第一被驱动质量体弹性地耦合至所述第二驱动质量体的第二耦合元件,所述第一耦合元件和所述第二耦合元件被约束至所述衬底并且被配置为在所述衬底上施加扭矩,所述扭矩与所述第二锚固单元响应于所述被驱动质量体的旋转而在所述衬底上施加的扭矩相等且相反。
2.根据权利要求1所述的微机械检测结构,其中所述耦合单元被配置为:响应于所述驱动移动,而提供在所述第一锚固部处作用于所述衬底上的在第一方向上的第一力和扭矩,并且其中所述耦合单元被配置为:响应于所述被驱动移动,而提供在所述第二锚固部处作用于所述衬底上的、在与所述第一方向相反的第二方向上的第二力和扭矩。
3.根据权利要求1所述的微机械检测结构,其中所述第一耦合元件和所述第二耦合元件每个都被配置为定义刚性连接元件,所述刚性连接元件具有利用铰接耦合连接至所述被驱动质量体的第一末端、以及利用铰接耦合连接至相应的所述第一驱动质量体或所述第二驱动质量体的第二末端。
4.根据权利要求3所述的微机械检测结构,其中所述刚性连接元件在其处于所述被驱动质量体与相应的所述第一驱动质量体或所述第二驱动质量体之间的中间部分处包括到所述衬底的约束点,所述中间部分在所述约束点处被铰接至所述衬底。
5.根据权利要求4所述的微机械检测结构,其中所述第一耦合元件和所述第二耦合元件每个都被配置为:作为在所述约束点处具有中心支点的杠杆而进行操作。
6.根据权利要求1所述的微机械检测结构,其中所述第二锚固单元被定位在所述被驱动质量体布置的中心处的孔隙内并且包括:
锚固元件,附接至所述衬底;
弹性连接元件结构,连接至所述锚固元件;以及
刚性元件结构,连接至所述弹性连接元件结构和所述被驱动质量体布置。
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