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制造電容式加速度傳感器的方法和電容式加速度傳感器的制作方法

文檔序號(hào):6122149閱讀:185來(lái)源:國(guó)知局

專利名稱::制造電容式加速度傳感器的方法和電容式加速度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及用于測(cè)量加速度的測(cè)量裝置,更具體而言涉及電容式加速度傳感器(capacitiveaccelerationsensor)。本發(fā)明的目的是凈是供一種改進(jìn)的制造電容式加速度傳感器的方法,并且提供一種電容式加速度傳感器,其適合于在小型電容式加速度傳感器方案中使用,并且特別適合于在測(cè)量關(guān)于若干條軸線的加速度的小型且極薄的電容式加速度傳感器方案中使用。
背景技術(shù)
:基于電容式加速度傳感器的測(cè)量已經(jīng)被證明是一種基于筒單且可靠原理的加速度測(cè)量方法。電容測(cè)量基于傳感器的一對(duì)電極的兩個(gè)表面之間的間隙變化。這兩個(gè)表面之間的電容,即用于存儲(chǔ)電荷的電容量,取決于表面積和它們之間的距離。電容測(cè)量甚至可在相當(dāng)?shù)偷募铀俣戎档臏y(cè)量范圍內(nèi)使用。小型電容式加速度傳感器結(jié)構(gòu)通?;诠枭现圃斓奈⒂^機(jī)械結(jié)構(gòu)(micromechanicalstructure)。樣O見(jiàn)才幾才成結(jié)構(gòu)通常是通過(guò)蝕刻晶片才才料而形成的具有厚度超過(guò)100pm的結(jié)構(gòu)。微觀機(jī)械電容式加速度傳感器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是與結(jié)構(gòu)面積相關(guān)的大的質(zhì)量塊,其可使優(yōu)越性能的電容式加速度傳感器易于制造?,F(xiàn)有技術(shù)用于制造專業(yè)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的連接和密封方法以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品的小型化已經(jīng)導(dǎo)致了與微觀機(jī)械元件,例如電容式加速度傳感器的尺寸,具體地說(shuō)是與傳感器元件的高度相關(guān)的迫切需求。目前,一些關(guān)于若干條軸線的現(xiàn)有技術(shù)的電容式加速度傳感器測(cè)量方案是己知的。在例如德國(guó)專利出版物DE10225714和美國(guó)專利No.6,829,937中,描述了這種方案。這些出版物中所述的加速度測(cè)量原理都基于非對(duì)稱的通過(guò)扭簧的質(zhì)量塊支撐,從而垂直于彈簧軸線,穿過(guò)質(zhì)量塊重心形成與電容偏板基本45。的角度。以下將參照附圖來(lái)描述現(xiàn)有技術(shù),其中圖1以截面投影圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電容式加速度傳感器方案,圖2顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的電容式加速度傳感器元件的定位方案,圖3以截面投影圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二電容式加速度傳感器方案,和圖4顯示了在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二電容式加速度傳感器方案中,變形對(duì)測(cè)量電極和質(zhì)量塊之間的距離的影響。圖1以截面投影圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電容式加速度傳感器方案。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),在電容式加速度傳感器方案中,支撐移動(dòng)電極的質(zhì)量塊1的扭簧4偏心地定位在縱向方向上,在厚度方向上定位在質(zhì)量塊1的一個(gè)邊緣上。測(cè)量電極2,3相對(duì)于彈簧軸線對(duì)稱地定位在該質(zhì)量塊下面。在投影圖中,與測(cè)量電極2,3重合的質(zhì)量塊1的區(qū)域由虛線表示。圖2顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的電容式加速度傳感器元件的定位方案。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的定位方案中,加速度傳感器元件7,8,9定位成用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度。通過(guò)所示定位方案,可實(shí)現(xiàn)若干條軸線的加速度的傳感器,其測(cè)量方向涵蓋整個(gè)空間。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),圖1和2中所示的電容式加速度傳感器方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電極在相同平面中的定位,以及對(duì)結(jié)構(gòu)變形的抗性。當(dāng)傳感器進(jìn)行機(jī)械連接和電連接時(shí),以及當(dāng)其獲得保護(hù)免于環(huán)境的化學(xué)影響時(shí),結(jié)構(gòu)變形幾乎是不可避免的。這些變形是由材料的熱膨脹差異而造成的。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述電容式加速度傳感器方案極好地承受了結(jié)構(gòu)變形,而沒(méi)有由于零漂而產(chǎn)生測(cè)量不準(zhǔn)確。才艮據(jù)現(xiàn)有技術(shù),圖1和2中所示的電容式加速度傳感器方案的優(yōu)點(diǎn)還在于,通過(guò)改變垂直于穿過(guò)重心的彈簧線的角度可以輕易地實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度傳感器方案的垂直和水平靈敏度的調(diào)節(jié)。如果角度大于45°,獲得小于水平靈敏度的垂直靈敏度,這在許多實(shí)際應(yīng)用中是很有用的。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),圖1和2中所示的電容式加速度傳感器方案的缺點(diǎn)是空間的低效使用,因?yàn)橘|(zhì)量塊表面的一些部分仍沒(méi)有被電極覆蓋到。圖3以截面投影圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二電容式加速度傳感器方案。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的笫二電容式加速度傳感器方案中,支撐移動(dòng)電極的質(zhì)量塊10的扭簧13被定位在質(zhì)量塊10的角落中。測(cè)量電極11,12定位在位于質(zhì)量塊10兩側(cè)的兩個(gè)不同的平面上。在投影圖中,與測(cè)量電極11,12重合的質(zhì)量塊10的區(qū)域由虛線表示。在圖3的方案中,測(cè)量方向相對(duì)測(cè)量電極11,12的平面成45。角。通過(guò)將扭簧13定位在質(zhì)量塊10的角落中可實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),圖3中所示的第二電容式加速度傳感器方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)面積的極有效使用。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),圖3中所示的第二電容式加速度傳感器方案的缺點(diǎn)是,測(cè)量電極11,12定位在兩個(gè)彼此遠(yuǎn)離定位的平面上。定位在兩個(gè)不同平面上的電極11,12需要整個(gè)結(jié)構(gòu)極大的剛性。圖4顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在第二電容式加速度傳感器中的變形對(duì)測(cè)量電極和質(zhì)量塊之間的距離的影響。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二電容式加速度傳感器方案中,支撐移動(dòng)電極的質(zhì)量塊15的扭簧18,其定位在質(zhì)量塊15的角落中。測(cè)量電極16,17定位在位于質(zhì)量塊15兩側(cè)的兩個(gè)不同平面上。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),圖4中所示的第二電容式加速度傳感器方案的缺點(diǎn)是,在測(cè)量電極16,17和質(zhì)量塊15之間的距離不成比例,這是由于加速度傳感器結(jié)構(gòu)的彎曲或一些其它變形而造成的。當(dāng)傳感器進(jìn)行機(jī)械連接和電連接時(shí),以及當(dāng)其獲得保護(hù)免于環(huán)境的化學(xué)影響時(shí),結(jié)構(gòu)變形幾乎是不可避免的。這些變形是由材料的熱膨脹差異而造成的o圖4顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),在電容式加速度傳感器方案的質(zhì)量塊15和定位在質(zhì)量塊15不同側(cè)的測(cè)量電極16,17之間的距離,由于傳感器彎曲而如何以相互不同的方式發(fā)生變化的情況。這后果是在傳感器的兩個(gè)電容之間的差異變化,即由于零漂造成的測(cè)量誤差產(chǎn)生了。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),適用第二電容式加速度傳感器方案的情形會(huì)被進(jìn)一步復(fù)雜化,即如果加載的力和力矩是非對(duì)稱的,那么定位在該質(zhì)量塊不同側(cè)的測(cè)量電極16,17可能彼此獨(dú)立地彎曲。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的加速度傳感器方案相關(guān)的問(wèn)題是最終傳感器元件的過(guò)大高度?,F(xiàn)今,需要加速度傳感器具有小的面積和良好的性能。低高度的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的良好的可安裝性。相應(yīng)地,小面積的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在晶片工藝中較低的生產(chǎn)成本。此外,良好的性能時(shí)常意味著在測(cè)量期間較低的噪聲和在測(cè)量期間裝置的穩(wěn)定性。性能時(shí)常需要結(jié)構(gòu)的剛性。根椐現(xiàn)有技術(shù),圖1中所顯示的電容式加速度傳感器結(jié)構(gòu),其浪費(fèi)了與電容器面積相關(guān)的面積。相反,所推薦的方案可承受機(jī)械變形,并因而可將其設(shè)計(jì)成具有比圖1方案薄得多的支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),通過(guò)圖3中所顯示的第二電容式加速度傳感器方案,實(shí)現(xiàn)了與制造成本所需要的小面積和性能所需要的大的電容器面積相關(guān)的最佳折中方案。然而,當(dāng)在厚度和結(jié)構(gòu)剛性之間尋求妥協(xié)時(shí),所推薦的方案特別不好。定位在不同平面中的電容偏板需要整個(gè)結(jié)構(gòu)非常大的剛性。在專業(yè)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的制造中,對(duì)比早期方案更低電容的加速度傳感器存在明顯增長(zhǎng)的需求,這種傳感器適用于可靠的加速度測(cè)量,尤其適合在測(cè)量關(guān)于若干條軸線的加速度的小型電容式加速度傳感器方案中使用。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的制造電容式加速度傳感器的方法,和改進(jìn)的電容式加速度傳感器。通過(guò)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)節(jié)省電路板元件的高度,并且其尤其適合于在測(cè)量關(guān)于若干條軸線的加速度的'J、型電容式加速度傳感器方案中使用。根據(jù)本發(fā)明的第一特征,提供了一種用于由晶片元件制造微觀機(jī)械傳感器的方法,在該方法中,在中心晶片上制造出形成由扭簧支撐的移動(dòng)電極的慣性質(zhì)量塊,扭簧支撐在質(zhì)量塊的縱向方向上是對(duì)稱的,并且在相對(duì)于質(zhì)量塊的厚度方向上是非對(duì)稱的;并且在第二晶片上制造出測(cè)量電極,該電極相對(duì)于扭簧和質(zhì)量塊對(duì)稱地定位成面向質(zhì)量塊的第一側(cè),從而在加速度傳感器的質(zhì)量塊中,在其第二側(cè),即與第一側(cè)相反的一側(cè),制造出非對(duì)稱定位的減輕特征(lighteningfeature)。通過(guò)機(jī)械加工方法優(yōu)選在減輕特征處除去質(zhì)量。作為備選,通過(guò)蝕刻方法在減輕特征處除去質(zhì)量。優(yōu)選利用SOI晶片制造移動(dòng)的電極。此外,優(yōu)選通過(guò)兩個(gè)密封晶片來(lái)密封SOI晶片。此外,測(cè)量電極優(yōu)選相對(duì)于扭簧和質(zhì)量塊對(duì)稱地定位在第一密封晶片上,面向質(zhì)量塊的第一側(cè)。此外,優(yōu)選通過(guò)硅-玻璃隔離技術(shù)來(lái)制造攜帶測(cè)量電極的密封晶片。此外,在連接之后,優(yōu)選通過(guò)研磨將第一密封晶片制成非常薄。第二密封晶片優(yōu)選由玻璃制成。此外,第二密封晶片優(yōu)選被研磨得非常薄。根據(jù)本發(fā)明的第二特征,提供了一種電容式加速度傳感器,該電容式加速度傳感器包括形成移動(dòng)電極的慣性質(zhì)量塊,其在質(zhì)量塊的縱向方向上對(duì)稱地、并且在質(zhì)量塊的厚度方向上非對(duì)稱地由扭簧支撐,并且測(cè)量電極相對(duì)于扭簧和質(zhì)量塊對(duì)稱地定位成面向該質(zhì)量塊的第一側(cè),這樣加速度傳感器還包括在該質(zhì)量塊中,在其第二側(cè),即與第一側(cè)相反的一側(cè),制造出的非對(duì)稱定位的減輕特征。優(yōu)選具有一個(gè)減輕特征。作為備選,可具有若干減輕特征。減輕特征的形狀優(yōu)選可以變化。加速度傳感器優(yōu)選包括三個(gè)加速度傳感器元件,使得其中兩個(gè)質(zhì)量塊并列定位,相對(duì)于彈簧軸線彼此成鏡像,并且第三質(zhì)量塊相對(duì)于所述的前面兩個(gè)質(zhì)量塊旋轉(zhuǎn)了90度。其中一個(gè)質(zhì)量塊優(yōu)選不具備減輕特征。此外,第三質(zhì)量塊優(yōu)選不具備減輕特征。作為備選,其中兩個(gè)所述質(zhì)量塊不具備減輕特征。以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明和其優(yōu)選實(shí)施例,其中圖1以截面投影圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電容式加速度傳感器方案,圖2顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的電容式加速度傳感器元件的定位方案,圖3以截面投影圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二電容式加速度傳感器方案,和圖4顯示了在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二電容式加速度傳感器方案中,變形對(duì)測(cè)量電極和質(zhì)量塊之間的距離的影響,圖5以截面投影圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案,圖6顯示了在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,變形對(duì)測(cè)量電極和質(zhì)量塊之間的距離的影響。圖7以截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)備選電容式加速度傳感器方案,圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的備選電容式加速度傳感器元件的定位方案,圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的備選電容式加速度傳感器元件的備選定位方案。上面已經(jīng)陳述了圖1-4。以下將參照?qǐng)D5-9來(lái)描述本發(fā)明和其優(yōu)選的實(shí)施例。本發(fā)明的詳細(xì)描述圖5以截面投影圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案。在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,通過(guò)扭簧22而相對(duì)于質(zhì)量塊19的縱向方向?qū)ΨQ地,并且相對(duì)于質(zhì)量塊19的厚度方向非對(duì)稱地支撐著慣性質(zhì)量塊19。測(cè)量電極20,21相對(duì)于扭簧22和質(zhì)量塊19對(duì)稱地定位成面向質(zhì)量塊19的第一側(cè)。在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,在質(zhì)量塊19中,在其第二側(cè),即與第一側(cè)相反的一側(cè),制造有非對(duì)稱定位的減輕特征23,24,該減輕特征23,24使質(zhì)量塊19的重心在質(zhì)量塊19的縱向方向上偏離減輕特征23,24。在投影圖中,與測(cè)量電極20,21重合的質(zhì)量塊19的區(qū)域25,26由虛線表示。在減輕特征23,24處,通過(guò)一些己知的機(jī)械加工或蝕刻方法除去了其中一些質(zhì)量塊19??梢杂幸粋€(gè)或多個(gè)減輕特征23,24,并且其形狀可變化,而且可自由選擇其形狀。然而,減輕特征23,24可能不延伸穿過(guò)質(zhì)量塊19,在這種情況下,減輕特征23,24將減少對(duì)于測(cè)量電極20,21可用的質(zhì)量塊19的面積。圖6顯示了在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,變形對(duì)測(cè)量電極和質(zhì)量塊之間的距離的影響。在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,支撐移動(dòng)電極的質(zhì)量塊27的扭簧30,其相對(duì)于質(zhì)量塊27的縱向方向?qū)ΨQ地,且相對(duì)于厚度方向非對(duì)稱地進(jìn)行定位。測(cè)量電極28,29相對(duì)于扭簧30和質(zhì)量塊27對(duì)稱地定位成面向質(zhì)量塊27的第一側(cè)。另外,在質(zhì)量塊27中,其第二側(cè),即與第一側(cè)相反側(cè),制造有非對(duì)稱定位的減輕特征31,32。圖6中所顯示的電容式加速度傳感器方案可極好地承受結(jié)構(gòu)變形,而沒(méi)有產(chǎn)生由于零漂造成的測(cè)量不準(zhǔn)確。根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案可非常好地進(jìn)行機(jī)械連接和電連接,并且獲得免于來(lái)自環(huán)境的化學(xué)影響的保護(hù),而不用擔(dān)心造成極大的測(cè)量不準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)變形。在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,如圖6中所示,測(cè)量電極28,29的距離可以相同的方式相互變化,由此電容差異將不會(huì)變化,并且不會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。圖7以截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的備選電容式加速度傳感器方案。在根據(jù)本發(fā)明的備選電容式加速度傳感器方案中,扭簧39在質(zhì)量塊34的縱向方向?qū)ΨQ地,并且在厚度方向非對(duì)稱地支撐著形成移動(dòng)電極的慣性質(zhì)量塊34。移動(dòng)電極通過(guò)利用SOI晶片33(SOI即絕緣體上外延硅)而制成,其絕緣層用于阻止蝕刻,并且將扭簧39制造在其結(jié)構(gòu)層中。SOI晶片33通過(guò)兩個(gè)密封晶片35,36進(jìn)行密封。測(cè)量電極37,38相對(duì)于扭簧39和質(zhì)量塊34對(duì)稱地定位在第一密封晶片36上,面向質(zhì)量塊34的笫一側(cè)。攜帶測(cè)量電極37,38的密封晶片36通過(guò)娃-玻璃隔離(silicon-glassinsulation)技術(shù)來(lái)制造。在連接之后,可將第一密封晶片36研磨得非常薄,甚至低于20(Him的厚度。在質(zhì)量塊34中,在第二側(cè),即與第一側(cè)相反的一側(cè)上,制造有非對(duì)稱定位的減輕特征40,41,減輕特征40,41使質(zhì)量塊34的重心在質(zhì)量塊34的縱向方向上偏離減輕特征40,41。在第一密封晶片36上制備連接區(qū)域的引線42,43,44。在根據(jù)本發(fā)明的備選電容式加速度傳感器方案中,質(zhì)量塊34的減輕特征40,41在沒(méi)有任何補(bǔ)充的加工步驟下產(chǎn)生,同時(shí)慣性質(zhì)量塊34從傳感器框架上松釋下來(lái)時(shí),并且形成了扭簧39。在這種加速度傳感器方案中,減輕特征40,41以深的空穴網(wǎng)絡(luò)形式而實(shí)現(xiàn)。位于質(zhì)量塊另一側(cè)的密封晶片35,為了其成本低廉和電絕緣起見(jiàn),可由平面玻璃制成,并且還可將該晶片研磨得非常薄,甚至低于100pm的厚度,因?yàn)槠渥冃螌?duì)于傳感器的特征沒(méi)有影響。在這些前提下,傳感器的總厚度甚至可小于600nm,其可使封裝的傳感器厚度小于lmm。在下表中,電容式加速度傳感器的尺寸x,y和傳感器的數(shù)量N可根據(jù)一個(gè)電容器的電容C而從150mm的晶片中獲得。如果根據(jù)表來(lái)設(shè)定對(duì)單個(gè)電容值的要求,那么可從晶片中獲得的傳感器的最優(yōu)選的尺寸和數(shù)量可相應(yīng)地根據(jù)表中所指示的尺寸和數(shù)量來(lái)形成。在計(jì)算過(guò)程中,假定電容器間隙為1.5pm。<table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的備選電容式加速度傳感器元件的定位方案。在根據(jù)本發(fā)明的備選電容式加速度傳感器的元件定位方案中,質(zhì)量塊45,46,47被復(fù)制三份。其中兩個(gè)質(zhì)量塊45,46并列定位,相對(duì)于彈簧軸線彼此成4竟像。質(zhì)量塊45,46并列定位,以;險(xiǎn)測(cè)在y和z軸線方向上的加速度。第三質(zhì)量塊47相對(duì)于這些質(zhì)量塊旋轉(zhuǎn)90°,并且檢測(cè)在x和z軸線方向上的加速度。沿所有這些軸線的靈敏度可通過(guò)根據(jù)圖8的電容式加速度傳感器方案而彼此獨(dú)立地度量。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量關(guān)于三條軸線的加速度的備選電容式加速度傳感器元件的備選定位方案。在根據(jù)本發(fā)明的備選電容式加速度傳感器的元件的備選定位方案中,質(zhì)量塊48,49,50被復(fù)制三份。其中兩個(gè)質(zhì)量塊48,49并列定位,相對(duì)于彈簧軸線彼此成鏡像。質(zhì)量塊48,49并列定位,以檢測(cè)在方向y和z上的加速度。第三質(zhì)量塊50相對(duì)于這些質(zhì)量塊旋轉(zhuǎn)90。。第三質(zhì)量塊50不具備減輕特征,并且其只檢測(cè)方向x上的加速度。沿所有這些軸線的靈敏度可通過(guò)根據(jù)圖8或9的電容式加速度傳感器方案而彼此獨(dú)立地度量。根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案同時(shí)提供相當(dāng)有效的面積利用,以及對(duì)于結(jié)構(gòu)變形良好的容許限度。在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,不需要擔(dān)心定位在與電極相反的慣性質(zhì)量塊一側(cè)的任何密封結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率或電勢(shì),因?yàn)樵撡|(zhì)量塊的那一側(cè)不用于電活性功能。此外,在根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案中,不需要明確指出的是在慣性質(zhì)量塊兩側(cè)之間保持電導(dǎo)率。該質(zhì)量塊除了位于面向電極一側(cè)的區(qū)域以外,可由輕度摻雜硅制成,或者它可包含埋置的邊界面或絕緣層。因此,通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案可實(shí)現(xiàn)極大的生產(chǎn)成本的節(jié)省。根據(jù)本發(fā)明的電容式加速度傳感器方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)還在于,通過(guò)改變垂直于穿過(guò)重心的彈簧線的角度,可以容易實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直和水平方向上的靈敏度的調(diào)節(jié)。如果角度大于45°,就可實(shí)現(xiàn)水平靈敏度小于垂直靈敏度,這在許多實(shí)際應(yīng)用中是很有利的。權(quán)利要求1.一種用于由晶片元件制造出電容式加速度傳感器的方法,在該方法中,在中心晶片上制造出形成了移動(dòng)電極的慣性質(zhì)量塊(19),(27),(34),扭簧(22),(30),(39)在所述質(zhì)量塊的縱向方向上對(duì)稱地、并且在所述質(zhì)量塊的厚度方向上非對(duì)稱地支撐著所述質(zhì)量塊;并且在第二晶片上制造測(cè)量電極(20),(21),(28),(29),(37),(38),所述電極相對(duì)于所述扭簧(22),(30),(39)和所述質(zhì)量塊(19),(27),(34)對(duì)稱地定位成面向所述質(zhì)量塊(19),(27),(34)的第一側(cè),其特征在于,在所述加速度傳感器的質(zhì)量塊(19),(27),(34)中,在第二側(cè),即與所述第一側(cè)相反的一側(cè),制造有非對(duì)稱定位的減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在所述減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)處,通過(guò)機(jī)械加工方法除去了一些質(zhì)量塊(19),(27),(34)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在所述減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)處,通過(guò)蝕刻方法除去了一些質(zhì)量塊(19),(27),(34)。4.根據(jù)任何前面權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述移動(dòng)電極利用SOI晶片(33)制成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述SOI晶片(33)通過(guò)兩個(gè)密封晶片(35),(36)進(jìn)行密封。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述測(cè)量電極(37),(38)相對(duì)于所述扭簧(39)和所述質(zhì)量塊(34)對(duì)稱地定位在所述第一密封晶片(36)上,面向所述質(zhì)量塊(34)的第一側(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,攜帶所述測(cè)量電極(37),(38)的密封晶片(36)通過(guò)硅-玻璃隔離技術(shù)制造而成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,在連接之后,將所述第一密封晶片(36)研磨得極薄。9.根據(jù)權(quán)利要求6,7或8所述的方法,其特征在于,所述第二密封晶片(35)由玻璃制成。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,將所述第二密封晶片(35)研磨得極薄。11.一種電容式加速度傳感器,包括形成了移動(dòng)電極的慣性質(zhì)量塊(19),(27),(34),以及測(cè)量電極(20),(21),(28),(29),(37),(38),所述質(zhì)量塊由扭簧(22),(30),(39)在所述質(zhì)量塊的縱向方向上對(duì)稱地、并且在所述質(zhì)量塊的厚度方向上非對(duì)稱地支撐著,所述測(cè)量電極(20),(21),(28),(29),(37),(38)相對(duì)于所述扭簧(22),(30),(39)和所述質(zhì)量塊(19),(27),(34)對(duì)稱地定位成面向所述質(zhì)量塊(19),(27),(34)的第一側(cè),其特征在于,所述加速度傳感器還包括在所述質(zhì)量塊(19),(27),(34)中,在其第二側(cè),即與所述第一側(cè)相反的一側(cè)制造出的非對(duì)稱定位的減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的加速度傳感器,其特征在于,具有一個(gè)減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的加速度傳感器,其特征在于,具有若干個(gè)減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)。14.根據(jù)權(quán)利要求11或13所述的加速度傳感器,其特征在于,所述減輕特征(23),(24),(31),(32),(40),(41)的形狀是可變的。15.根據(jù)前面權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的加速度傳感器,其特征在于,所述加速度傳感器包括三個(gè)加速度傳感器元件,使得質(zhì)量塊(45),(46),(48),(49)的其中兩個(gè)并列定位,相對(duì)于彈簧軸線彼此成鏡像,并且第三質(zhì)量塊(47),(50)相對(duì)于所述的前面兩個(gè)質(zhì)量塊旋轉(zhuǎn)了90°。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的加速度傳感器,其特征在于,其中一個(gè)質(zhì)量塊不具備減輕特征。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的加速度傳感器,其特征在于,所述第三質(zhì)量塊(50)不具備減輕特征。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的加速度傳感器,其特征在于,其中兩個(gè)所述質(zhì)量塊不具備減輕特征。全文摘要本發(fā)明涉及用于測(cè)量加速度的測(cè)量裝置,更具體而言涉及電容式加速度傳感器。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的制造電容式加速度傳感器的方法,并且提供一種電容式加速度傳感器,其適合于在小型電容式加速度傳感器方案中使用,并且特別適合于在測(cè)量關(guān)于若干條軸線的加速度的小型和極薄的電容式加速度傳感器方案中使用。文檔編號(hào)G01P15/18GK101198874SQ200680021814公開(kāi)日2008年6月11日申請(qǐng)日期2006年6月13日優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日發(fā)明者H·凱斯馬申請(qǐng)人:Vti技術(shù)有限公司
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