專利名稱：微機電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微機電裝置，尤其涉及應用電容讀取技術(shù)的微機電裝置。
背景技術(shù)：
微機電系統(tǒng)(MicroElectro Mechanical Systems,MEMS)為一個智能型微小化的系統(tǒng)，用來執(zhí)行感測、處理或致動的功能。由于微機電系統(tǒng)發(fā)展出可將兩個或多重領(lǐng)域的性質(zhì)，如電子、機械、光學、化學、生物或磁學等技術(shù)整合在單一或多個芯片中的技術(shù)，因此以微機電系統(tǒng)的技術(shù)制作出的裝置可大幅縮小傳統(tǒng)裝置的體積。舉例來說，請參考圖1，其顯示傳統(tǒng)的傾角計/傾角開關(guān)100，借著滾珠110在壓力感測板120上滾動所產(chǎn)生的壓力來計算出此傾角計/傾角開關(guān)100所在環(huán)境的傾角。此種 傳統(tǒng)傾角計/傾角開關(guān)100不僅體積大且反應速度慢，若能以微機電系統(tǒng)的技術(shù)制作出新式傾角計或傾角開關(guān)，應能有效降低體積。然而，現(xiàn)有以微機電系統(tǒng)的技術(shù)制作出的裝置也存有需改善的問題。舉例來說，請參考圖2，目前的微機電加速度計中應用電容讀取技術(shù)制作出的電容式加速度計200的操作原理是利用兩塊電容板201、202，電容板201位于質(zhì)量塊203與彈簧204和空氣所組成的二階系統(tǒng)上，可隨著質(zhì)量塊203移動，另一電容板202則是固定地設(shè)置于對應處，連接電容式加速度計200的固定部205，從而借著兩塊電容板201、202之間的電容值變化量推導出此電容式加速度計200所在環(huán)境的加速度值。請參考圖3，其顯示圖2的電容式加速度計200的等效結(jié)構(gòu)。從圖3中可知，由于電容板201、202的運動方向與其延伸方向是彼此垂直，使得彈簧204的位移量幾乎與電容板201、202位移量相同，而使得彈簧204的運動線性范圍受到兩電容板201、202之間間隙寬度的物理限制，比如說電容板201、202之間的間隙的1/3倍之內(nèi)。因此，如何改善現(xiàn)有的微機電系統(tǒng)的技術(shù)限制并且增加微機電系統(tǒng)的技術(shù)應用面實乃亟需研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微機電裝置，通過移動部的第二電極板的延伸方向與其移動方向之間不呈垂直正交的角度關(guān)系，增加彈性體可運動范圍。本發(fā)明的另一目的在于提供一種微機電裝置，通過移動部的第二電極板的延伸方向與微機電裝置封裝時的參考坐標軸之間不呈垂直正交的角度關(guān)系，改變可讀取第一電容板與第二電容板之間有效電容值的角度范圍。本發(fā)明的再一目的在于提供一種微機電裝置，通過彈性體延伸方向與其應用的坐標系的一坐標軸之間不呈垂直正交的角度關(guān)系，改變可讀取第一電容板與第二電容板之間電容值的角度范圍。依據(jù)本發(fā)明，提供一種微機電裝置，包括微感測模塊及處理電路。微感測模塊包括固定部、移動部及至少一個彈性體。固定部包括多個第一電極板，移動部包括至少一個第二電極板、至少一個第三電極板及質(zhì)量塊。第二電極板平行于第一方向，與第一電極板之間具有第一距離，第三電極板平行于第二方向，與第一電極板之間具有第二距離，質(zhì)量塊連接第二電極板及第三電極板。彈性體平行于第三方向，連接固定部及質(zhì)量塊。處理電路電連接微感測模塊，對應第一距離及第二距離的關(guān)聯(lián)性傳送一信號。其中，當微機電裝置的放置位置改變至一位置上時，第二電極板及第三電極板移動，而改變第一距離及第二距離，第一方向與第三方向及第二方向與第三方向的夾角分別介于6 84度。依據(jù)本發(fā)明，提供一種微機電裝置，應用于一坐標系，包括微感測模塊及處理電路。微感測模塊包括固定部、移動部及至少一個彈性體。固定部包括多個第一電極板。移動部包括至少一個第二電極板、至少一個第三電極板及質(zhì)量塊。第二電極板與第一電極板之間具有第一距離，第三電極板與所述第一電極板之間具有第二距離，質(zhì)量塊連接第二電極板及第三電極板。彈性體連接固定部及質(zhì)量塊，彈性體平行于一方向，該方向與坐標系的一坐標軸的夾角介于6 84度。處理電路電連接微感測模塊，對應第一距離及第二距離的關(guān)聯(lián)性傳送一信號。其中，當微機電裝置的放置位置改變至一位置上時，第二電極板及第三電極板移動，而改變第一距離及第二距離。本發(fā)明的微機電裝置應用電容讀取技術(shù)，以電容值變化量反應另一物理性質(zhì)，如·加速度值、加速度方向或其它物理性質(zhì)，故可通過讀取到的電容值推導出物理性質(zhì)的現(xiàn)況。其次，本發(fā)明的微機電裝置亦可利用電容變化量作為是否開關(guān)致動的依據(jù)。因此，本發(fā)明的微機電裝置可作為加速度計、傾角計、傾角開關(guān)或陀螺儀等，然不限于此。本發(fā)明的微機電裝置的處理電路優(yōu)選包括比較單元，電連接第二電極板及第三電極板，作為后端信號處理之用。當?shù)谝痪嚯x及第二距離改變時，比較單元可產(chǎn)生前述信號。此信號可用以反應微機電裝置所處的環(huán)境狀態(tài)，如微機電裝置的放置位置、朝向或加速度值，因此，當微機電裝置的放置位置為垂直或水平擺放于坐標系中時，處理電路可傳送不同的信號代表微機電裝置的朝向，如是正放或倒放，或者是向左或向右。就信號處理上來說，此信號優(yōu)選為一差分值以增加信號強度，如對應第一電極板與第二電極板之間的第一電容值與第一電極板與第二電極板之間的第二電容值的差值，然不限于此。本發(fā)明的第一電極板、第二電極板、第三電極板或彈性體的數(shù)量亦可為多個，其延伸長度并無限制，延伸方向與排列方式亦可作多種變化，故無須限制。舉例來說，第二電極板及第三電極板的延伸方向可互為相反或垂直的方向，即第二方向為第一方向的相反方向，或與第一方向彼此垂直。第一電極板與第二電極板的排列方式的變化之一例為第二電極板之間分別設(shè)置一對第一電極板，其另一例為第一電極板與第二電極板之間是彼此交錯排列。彈性體的數(shù)量為多個時，優(yōu)選是對稱排列，以維持系統(tǒng)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其次，在本發(fā)明的實施方式中，微機電裝置可依需求設(shè)置另一微感測模塊旁設(shè)于前一微感測模塊，然而為了有效利用此二微感測模塊，可將此二微感測模塊的彈性體設(shè)置為彼此垂直，如一為左上至右下方向、另一為右上至左下方向，并使此二微感測模塊的第二電極板設(shè)置為彼此垂直。由于設(shè)置兩個微感測模塊需要占用較大面積制作微機電裝置，為了減少占用面積，在本發(fā)明的另一實施方式中，微機電裝置的移動部可額外包括至少一個第四電極板及至少一個第五電極板以增強信號，第四電極板及第五電極板的延伸方向與彈性體的延伸方向(第三方向)的夾角分別介于6 84度，并設(shè)置四個對稱的彈性體。與第二電極板及第三電極板類似地，第四電極板及第五電極板的數(shù)目、延伸長度及排列方式亦可作多種變化。例如以第四電極板和第五電極板來說，其等延伸方向可為彼此為相反方向或者是彼此垂直。排列方式亦可作類似變化，在此不再贅述。在本發(fā)明的實施方式中，使第二電極板與第三電極板的延伸方向不與彈性體延伸方向垂直，因此彈性體的位移量與電容板位移量呈一定比例。如此可放大彈性體運動線性范圍的物理限制，使得彈性體的最大位移量大于第二電極板之間的間隔距離的1/3倍，如彈性體的最大位移量為間隔距離的1/3 · sin Θ倍，Θ代表第一方向或第二方向與第三方向的夾角，因此可知第一方向與第三方向及第二方向與第三方向的夾角最優(yōu)是45度。若在本發(fā)明的實施方式中，對照于本發(fā)明的微機電裝置封裝時所依據(jù)的一坐標系，彈性體的延伸方向(第三方向)平行于上述坐標系的一參考坐標軸時，由于此時移動部上的第二電極板與第三電極板的延伸方向(第一方向與第二方向)與坐標系的參考坐標軸之間存在6 84度的夾角，如此可改變在此坐標系中讀取到第一電容板與第二電容板之間有效電容值的角度范圍。舉例來說，當此微機電裝置在此坐標系中無論是以垂直或水平擺放方式放置以及不管是正放、倒放、向左或向右等朝向所讀取到的電容值皆有效代表其在環(huán)境中的傾角，因此可作為良好傾角計使用。 然而，在本發(fā)明的另一實施方式中，對照于本發(fā)明的微機電裝置所應用的坐標系來說，本發(fā)明的微機電裝置的彈性體的延伸方向可與坐標系的參考坐標軸之間存在6 84度的夾角，此夾角更優(yōu)選地為45度。此時，雖然并無限制移動部上的第二電極板與第三電極板的延伸方向(第一方向與第二方向)與坐標系的參考坐標軸之間的夾角度數(shù)，但當此微機電裝置在此坐標系中無論是以垂直或水平擺放方式放置以及不管是正放、倒放、向左或向右等朝向時，所讀取到的電容值亦可有效代表其在環(huán)境中的傾角，因此亦可作為良好傾角計使用。此外，本發(fā)明的微機電裝置可選擇性地設(shè)置Z軸感測模塊，包括兩個感測電極，分別位于不同的垂直高度上，以增進Z軸朝向的判讀性。是故，從上述中可以得知，本發(fā)明的微機電裝置可通過改變電極板延伸方向與彈性體之間的夾角大小，以增加彈性體可運動范圍，而增加微機電裝置可偵測空間。其次，亦可通過移動部的第二電極板的延伸方向與微機電裝置封裝時的參考坐標軸之間不呈垂直正交的角度關(guān)系或改變彈性體與微機電裝置的應用坐標系的坐標軸之間的夾角大小，而改變可讀取第一電容板與第二電容板之間電容值的角度范圍。


圖I顯示傳統(tǒng)的傾角計/傾角開關(guān)的俯視圖。圖2顯示傳統(tǒng)電容式加速度計的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3顯示圖2的電容式加速度計的等效結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例制造的微機電裝置的示意圖。圖5顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例制造的微機電裝置的微感測模塊的等效結(jié)構(gòu)示意圖。圖6顯示依據(jù)本發(fā)明第二實施例制造的微機電裝置的等效結(jié)構(gòu)示意圖。圖7顯示依據(jù)本發(fā)明第三實施例制造的微機電裝置的示意圖。圖8顯示依據(jù)本發(fā)明第四實施例制造的微機電裝置的示意圖。
圖9顯示依據(jù)本發(fā)明第五實施例制造的微機電裝置的Z軸感測模塊的剖面示意圖。主要元件符號說明
I、2、3微機電裝置10、20、40、60微感測模塊
II、41、61固定部12、42、62移動部 13、23、43、63彈性體30、50處理電路 70 Z軸感測模塊71、72感測電極 100傳統(tǒng)的傾角計/傾角開關(guān)120壓力感測板 200傳統(tǒng)的電容式加速度計201、202電容板 203質(zhì)量塊204彈簧
205固定部
IlA第一電極板12A、22A、42A、62A第二電極板
12B、22B、42B、62B第三電極板 12C、42E質(zhì)量塊
42C、62C第四電極板42D、62D第五電極板
A、B、C方向dA、dB距離
X、Y坐標軸CA、Cb、Cc、Cd電容值
S1、S2彈性體的延伸方向
具體實施例方式為進一步說明各實施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明公開內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應能理解其它可能的實施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點。圖中的元件并未按比例繪制，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。首先請一并參考圖4，其中圖4顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例制造的微機電裝置的示意圖，圖5顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例制造的微機電裝置的微感測模塊的等效結(jié)構(gòu)示意圖。微機電裝置I為應用電容讀取技術(shù)，以電容值變化量反應另一物理性質(zhì)，如加速度值、加速度方向或其它物理性質(zhì)的裝置，故可通過讀取到的電容值推導出物理性質(zhì)的現(xiàn)況或者利用電容變化量作為是否開關(guān)致動的依據(jù)。在此示例的微機電裝置I為一芯片，是以XY坐標軸所形成的坐標系封裝，其可作為加速度計、傾角計、傾角開關(guān)或陀螺儀等，然不限于此。如圖中所示，本實施例的微機電裝置I包括兩個設(shè)置在彼此旁邊的微感測模塊10、20及處理電路30。處理電路30設(shè)置在微感測模塊10、20外的區(qū)域，且電連接微感測模塊10、20。微感測模塊10包括固定部11、移動部12及二彈性體13。固定部11連接芯片的主要本體，為固定不動的部分，本實施例的固定部11上設(shè)置有多個彼此平行的第一電極板IlA0移動部12則是微感測模塊10中的懸浮部分，借著彈性體13連接于固定部11，因此可些許位移。在本實施例中，移動部12上設(shè)置有多個彼此平行的第二電極板12A及第三電極板12B和質(zhì)量塊12C，第二電極板12A及第三電極板12B的延伸長度并無限制，其一端皆連接于質(zhì)量塊12C。第二電極板12A平行于A方向，與第一電極板IlA之間是彼此交錯的方式排列，其間的間距為距離dA。第三電極板12B平行于B方向，與第一電極板IlA之間的間距為距離dB。A方向與B方向為彼此相反的方向。由于第一電極板11A、第二電極板12A及第三電極板12B的材質(zhì)或彼此之間的距離4、士可影響讀取到的電容值強度，因此優(yōu)選是選用金屬制作的平板，以獲得較明顯的電容讀取值。質(zhì)量塊12C連接第二電極板12A及第三電極板12B，且優(yōu)選為占移動部12相當比例質(zhì)量的物體，其外形或尺寸并無限定，在圖4及圖5中所顯示的質(zhì)量塊12C僅為示例。二彈性體13皆平行于C方向，分別連接在質(zhì)量塊12C兩端，并與固定部11相連。第二電極板的延伸方向(A方向)與彈性體延伸方向(C方向)及第三電極板的延伸方向(B方向)與彈性體延伸方向(C方向)的夾角分別介于6 84度之間，本實施例是以這些夾角是45度時的情況為例，并不以此為限。由于在本實施例的 微感測模塊10中，僅有兩個彈性體13連接在質(zhì)量塊12C與固定部11之間，質(zhì)量塊12C的移動方向會平行于彈性體13的延伸方向。微感測模塊20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微感測模塊10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱，為了節(jié)省篇幅，在此主要描述內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的差異之處，其它雷同之處不再贅述。微感測模塊20的彈性體23的延伸方向與微感測模塊10的彈性體13的延伸方向垂直，更特定地說，微感測模塊20的彈性體23的延伸方向為左上至右下，而微感測模塊10的彈性體13的延伸方向為右上至左下，而微感測模塊10的第二電極板12A垂直于微感測模塊20的第二電極板22A。當微機電裝置I改變其在XY坐標系中的放置位置時，會受到加速度時，懸浮的移動部12會依據(jù)牛頓第二運動定律受到一施力，此施力會施加于質(zhì)量塊12C與彈性體13和空氣所組成的二階系統(tǒng)上，使得質(zhì)量塊12C移動而改變彈性體13的長度。質(zhì)量塊12C移動時會帶動與之連接的第二電極板12A及第三電極板12B往同方向移動，因此改變距離dA與距離dB。此時處理電路30會對應距離dA及距離dB的關(guān)聯(lián)性傳送一信號，比如說第一電極板IlA與第二電極板12A之間的電容值會受到距離dA的改變影響，而第一電極板IlA與第三電極板12B之間的電容值會受到距離dB的改變影響，因此，處理電路30可依據(jù)讀取到的電容值改變量傳送對應的信號，然而信號處理的方式亦可有其它變化，并不限于此。此外，由于本實施例中，微感測模塊10、20中的第二電極板12A、22A與第三電極板12B、22B的延伸方向不與彈性體13、23延伸方向垂直，因此彈性體13的位移量與第二電極板12A、22A及第三電極板12B、22B位移量呈現(xiàn)一定比例，使得彈性體13、23位移量大于第二電極板12A、22A及第三電極板12B、22B之間的間距dA、dB的改變量。如此可放大彈性體13、23運動線性范圍的物理限制，使得彈性體13、23的最大位移量大于第二電極板12A、22A及第三電極板12B、22B之間的間隔距離dA、dB的1/3倍。根據(jù)三角函數(shù)計算，可容許彈性體13、23的最大位移量為間隔距離的1/3 · sin Θ倍，Θ代表A方向或B方向與C方向的夾角，因此可知A方向與C方向及B方向與C方向的夾角為45度時,可最佳放大彈性體13、23的最大位移量。另請參考圖6，其顯示依據(jù)本發(fā)明第二實施例制造的微機電裝置的等效結(jié)構(gòu)示意圖。為了節(jié)省篇幅，在此僅描述本實施例與第一實施例差異之處。如圖中所示，本實施例的微感測模塊10中的第二電極板12A及第三電極板12A與第一電極板IlA的排列方式有所變化，使得第二電極板12A之間分別設(shè)置一對第一電極板11A，如此第二電極板12A兩側(cè)的第一電極板IlA與第二電極板12A皆可能產(chǎn)生電容值變化而增加系統(tǒng)的信賴度。由于設(shè)置兩個微感測模塊需要占用較大面積制作微機電裝置，為了減少占用面積，本發(fā)明另提出一實施例。請參考圖7，其顯示依據(jù)本發(fā)明第三實施例制造的微機電裝置的示意圖。為了節(jié)省篇幅，在此僅描述本實施例與第一實施例差異之處。如圖中所示，微機電裝置2僅具有一個微感測模塊40，其包括固定部41、移動部42及四彈性體43。移動部42中除了具有多個彼此平行的第二電極板42A及第三電極板42B和質(zhì)量塊42E之外，還具有多個彼此平行的第四電極板42C及第五電極板42D以增強信號。第四電極板42C及第五電極板42D的延伸方向與彈性體43延伸方向之間的夾角分別介于6 84度。與第二電極板42A及第三電極板43B類似地，第四電極板42C及第五電極板42D的數(shù)目、延伸長度及排列方式亦可作多種變化。例如以第四電極板42C和第五電極板42D來說，其等延伸方向可為彼此為相反方向或者是彼此垂直。排列方式亦可作類似變化，在此不再贅述。對照于本實施例的微機電裝置2封裝時所依據(jù)的XY坐標系，彈性體43的延伸方向平行于上述坐標系的X、Y坐標軸。由于此時移動部42上的第二電極板42Α、第三電極板43Β、第四電極板42C和第五電極板42D的延伸方向與XY坐標系的X、Y坐標軸之間存在6 84度的夾角，因此·在朝向或背離Χ、Υ坐標軸方向時，第二電極板42Α、第三電極板43Β、第四電極板42C和第五電極板42D與第一電極板(圖中未示)之間的電容值皆不為零而可有讀取到有效值，如此可改變在讀取到有效電容值的角度范圍。其次，本實施例的微機電裝置2的處理電路50包括比較單元(圖中未示)電連接第二電極板42Α、第三電極板42Β、第四電極板42C及第五電極板42D，作為后端信號處理之用。在本實施例中，比較單元對應第一電極板與第二電極板42Α之間讀取到的電容值Ca及第一電極板與第三電極板42Β之間讀取到的電容值Cb的差分值產(chǎn)生一信號,并對應第一電極板與第四電極板42C之間讀取到的電容值C。及第一電極板與第五電極板42D之間讀取到的電容值Q3的差分值產(chǎn)生另一信號，即信號I :當Cb > Ca，則輸出I，否則輸出O ;信號2 :當Cc > CD，則輸出I，否則輸出O ;以此兩信號作為XY兩軸位置判斷的依據(jù)。微機電裝置2改變其在XY坐標系中的放置位置而受到一加速度時，舉例來說微機電裝置2的放置位置改為「垂直擺放、正放」于XY坐標系中時，質(zhì)量塊42Ε會因加速度的作用往-Y的方向移動，并帶動連接其上的第二電極板42Α、第三電極板42Β、第四電極板42C及第五電極板42D —并往此方向移動。此時,對于第二電極板42Α來說,其與第一電極板之間的距離變大，因此電容值Ca變小，而第三電極板42Β與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Cb變大。因此，Cb > Ca,比較單兀產(chǎn)生的第一個信號為I。另一方面，由于第四電極板42C與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C。變大，而第五電極板42D與第一電極板之間的距離變大，因此電容值Cd變小。因此，C。> Cd，比較單元產(chǎn)生的第二個信號為I。因此傳送(1，1)的信號。若將微機電裝置2改放在「垂直擺放、倒放」的位置上時(相當于將圖7上下顛倒看)，第二電極板42Α與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Ca變大，而第三電極板42Β與第一電極板之間的距離變大，因此電容值Cb變小。因此，Ca > Cb,比較單元產(chǎn)生的第一個信號為O。另一方面，由于第四電極板42C與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C。變小，而第五電極板42D與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Cd變大。因此，Cd > Cc,比較單元產(chǎn)生的第二個信號為O。因此傳送(0，0)的信號。對于微機電裝置2改放在「水平擺放、朝左」或「水平擺放、朝右」時，亦可分別傳送(1，0)及(0，1)的信號。因此，從本例中可以看出本實施例的微機電裝置2的放置位置為垂直或水平擺放于XY坐標系中時，處理電路50確實可傳送不同的信號代表微機電裝置2的朝向，如是正放或倒放，或者是向左或向右，而可有效代表微機電裝置2在環(huán)境中的傾角，因此可作為良好傾角計使用。另請參考圖8，其顯示依據(jù)本發(fā)明第四實施例制造的微機電裝置的示意圖。為了節(jié)省篇幅，在此僅描述本實施例與第三實施例差異之處。如圖中所示，本實施例的微機電裝置3應用于XY坐標系，包括微感測模塊60及處理電路50。微感測模塊60包括固定部61、移動部62及四彈性體63。第二電極板62A、第三電極板62B、第四電極板62C和第五電極板62D延伸方向與XY坐標系的X、Y坐標軸之間的夾角度數(shù)并無限制，而彈性體的延伸方向Sp S2與X、Y坐標軸的夾角介于6 84度。對照于XY坐標系來說，彈性體的延伸方向SpS2與Χ、Υ坐標軸的夾角在此示例為45度。微機電裝置3在XY坐標系中無論是以垂直或水 平擺放方式放置以及不管是正放、倒放、向左或向右等朝向時，所讀取到的電容值亦可有效代表其在環(huán)境中的傾角，因此亦可作為良好傾角計使用。舉例來說，以圖8所示的「垂直擺放、正放」的位置來說，由于質(zhì)量塊42Ε會往-Y方向移動,使得第二電極板62Α與第一電極板(圖中未示)之間的距離變大，因此電容值Ca變小，而第三電極板62Β與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Cb變大。因此，Cb > Ca，比較單元產(chǎn)生的第一個信號為I。另一方面，由于第四電極板62C與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Cc變大，而第五電極板62D與第一電極板之間的距離變大，因此電容值Cd變小。因此，Cc > CD，比較單元產(chǎn)生的第二個信號為I。因此傳送(1，1)的信號。相反地，若將微機電裝置3改放在「垂直擺放、倒放」的位置上時(相當于將圖8上下顛倒看)，此時第二電極板62Α與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Ca變大，而第三電極板62Β與第一電極板之間的距離變大，因此電容值Cb變小。因此，Ca > Cb,比較單元產(chǎn)生的第一個信號為O。另一方面，由于第四電極板62C與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C。變小，而第五電極板62D與第一電極板之間的距離變小，因此電容值Cd變大。因此，Cd > Cc,比較單元產(chǎn)生的第二個信號為O。因此傳送(0，0)的信號。相對于「水平擺放、朝左」或「水平擺放、朝右」時，亦可分別傳送(1，0)及(0，1)的信號，在此不再贅述。另請參考圖9，其顯示依據(jù)本發(fā)明第五實施例制造的微機電裝置之Z軸感測模塊70的剖面示意圖。為了更增進辨識「垂直擺放、正放」及「垂直擺放、倒放」的能力，本發(fā)明中任一實施例皆可更增加Z軸感測模塊70的結(jié)構(gòu)。如圖中所示，Z軸感測模塊70包括兩個感測電極71、72，感測電極71、72分別位于不同的垂直高度上，且感測電極71、72之間并非垂直對應，而傾斜有一角度，因此在量測Z軸方向上亦可實現(xiàn)增加微機電裝置可偵測空間的效果。因此，從上述中可以得知，本發(fā)明的微機電裝置可通過改變電極板延伸方向與彈性體之間的夾角大小，以增加彈性體可運動范圍，而增加微機電裝置可偵測空間。其次，亦可通過移動部的第二電極板的延伸方向與微機電裝置封裝時的參考坐標軸之間不呈垂直正交的角度關(guān)系或改變彈性體與微機電裝置的應用坐標系的坐標軸之間的夾角大小，而改變可讀取第一電容板與第二電容板之間電容值的角度范圍。以上敘述依據(jù)本發(fā)明多個不同實施例，其中各項特征可以單一或不同結(jié)合方式實 施。因此，本發(fā)明實施方式為闡明本發(fā)明原則的具體實施例，應不局限本發(fā)明于所揭示的實施例。進一步而言，先前敘述及其附圖僅為本發(fā)明示范之用，并不受其限囿。其它元件的變化或組合皆可能，且不悖于本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種微機電裝置，包括 微感測模塊，包括 固定部，包括多個第一電極板； 移動部，包括 至少一個第二電極板，平行于第一方向，與所述第一電極板之間具有第一距離； 至少一個第三電極板，平行于第二方向，與所述第一電極板之間具有第二距離； 質(zhì)量塊，連接所述第二電極板及所述第三電極板 '及至少一個彈性體，平行于第三方向，連接所述固定部及所述質(zhì)量塊；及處理電路，電連接所述微感測模塊，對應所述第一距離及所述第二距離的關(guān)聯(lián)性傳送一信號; 其中，當所述微機電裝置的放置位置改變至一位置上時，所述第二電極板及所述第三電極板移動，而改變所述第一距離及所述第二距離，所述第一方向與所述第三方向及所述第二方向與所述第三方向的夾角分別介于6 84度。
2.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述第三方向平行于所述微機電裝置封裝時所依據(jù)的坐標系的參考坐標軸。
3.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述第一方向與所述第三方向的夾角為45度。
4.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述第二方向為所述第一方向的相反方向。
5.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述第二方向與所述第一方向彼此垂直。
6.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述第一電極板及所述第二電極板的數(shù)量為多個，這些第二電極板之間分別設(shè)置一對這些第一電極板，這些第二電極板之間距離一間隔距離。
7.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述第一電極板及所述第二電極板的數(shù)量為多個，這些第一電極板與這些第二電極板是彼此交錯排列，這些第二電極板之間距離一間隔距離。
8.如權(quán)利要求6或7所述的微機電裝置，其中所述彈性體的最大位移量大于所述間隔距離的1/3倍。
9.如權(quán)利要求6或7所述的微機電裝置，其中彈性體的最大位移量為所述間隔距離的1/3 sin 0倍，0代表所述第一方向或所述第二方向與所述第三方向的夾角。
10.如權(quán)利要求I所述的微機電裝置，其中所述移動部還包括至少一個第四電極板及至少一個第五電極板，所述第四電極板及所述第五電極板與所述第三方向的夾角分別介于6 84度。
11.一種微機電裝置，應用于一坐標系，包括 微感測模塊，包括 固定部，包括多個第一電極板； 移動部，包括 至少一個第二電極板，與所述第一電極板之間具有第一距離； 至少一個第三電極板，與所述第一電極板之間具有第二距離； 質(zhì)量塊，連接所述第二電極板及所述第三電極板 '及至少一個彈性體，連接所述固定部及所述質(zhì)量塊，所述彈性體平行于一方向，所述方向與所述坐標系的一坐標軸的夾角介于6 84度；及 處理電路，電連接所述微感測模塊，對應所述第一距離及所述第二距離的關(guān)聯(lián)性傳送一信號; 其中，當所述微機電裝置的放置位置改變至一位置上時，所述第二電極板及所述第三電極板移動，而改變所述第一距離及所述第二距離。
12.如權(quán)利要求2或11所述的微機電裝置，其中當所述微機電裝置的放置位置為垂直擺放于所述坐標系中時，所述處理電路傳送不同的所述信號代表所述微機電裝置是正放或倒放。
13.如權(quán)利要求2或11所述的微機電裝置，其中當所述微機電裝置的放置位置為水平擺放于所述坐標系中時，所述處理電路傳送不同的所述信號代表所述微機電裝置是向左或向右。
14.如權(quán)利要求4或11所述的微機電裝置，其還包括另一微感測模塊，旁設(shè)于所述微感測模塊，所述微感測模塊的所述彈性體垂直于所述另一微感測模塊的所述彈性體。
15.如權(quán)利要求14所述的微機電裝置，其中所述微感測模塊的所述彈性體的延伸方向是左上至右下方向，另一微感測模塊的所述彈性體的延伸方向是右上至左下方向。
16.如權(quán)利要求14所述的微機電裝置，其中所述微感測模塊的所述第二電極板垂直于所述另一微感測模塊的所述第二電極板。
17.如權(quán)利要求I或11所述的微機電裝置，其中所述處理電路還包括 比較單元，電連接所述第二電極板及所述第三電極板，當所述第一距離及所述第二距離改變時，所述比較單元產(chǎn)生所述信號。
18.如權(quán)利要求17所述的微機電裝置，其中所述信號對應所述第一電極板與所述第二電極板之間的第一電容值與所述第一電極板與所述第二電極板之間的第二電容值的差值。
19.如權(quán)利要求I或11所述的微機電裝置，其中所述微機電裝置為加速度計、傾角計或傾角開關(guān)。
20.如權(quán)利要求11所述的微機電裝置，其中所述第一電極板及所述第二電極板的數(shù)量系為多個，這些第二電極板之間分別設(shè)置一對這些第一電極板，這些第二電極板之間距離一間隔距離。
21.如權(quán)利要求11所述的微機電裝置，其中所述第一電極板及所述第二電極板的數(shù)量為多個，這些第一電極板與這些第二電極板是彼此交錯排列。
22.如權(quán)利要求11所述的微機電裝置，其中所述方向與所述坐標系的一坐標軸的夾角為45度。
23.如權(quán)利要求I或11所述的微機電裝置，其還包括Z軸感測模塊，包括兩個感測電極，分別位于不同的垂直高度上。
全文摘要
本發(fā)明的微機電裝置包括微感測模塊及電連接微感測模塊的處理電路。微感測模塊包括具有多個第一電極板的固定部、移動部及彈性體。移動部包括第二電極板、第三電極板及質(zhì)量塊。處理電路對應第二電極板與第一電極板之間距離及第三電極板與第一電極板之間距離的關(guān)聯(lián)性傳送一信號。當微機電裝置的放置位置改變時，第二電極板及第三電極板移動，而改變第二電極板與第一電極板之間的距離及第三電極板與第一電極板之間的距離。第二電極板平行方向與彈性體平行方向及第三電極板平行方向與彈性體平行方向的夾角分別介于6～84度。
文檔編號B81B7/02GK102807189SQ20111015754
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者吳嘉昱, 林炯彣, 翁煥翔 申請人:矽創(chuàng)電子股份有限公司