特許ウォッチ

公開番号2025160145
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2025063735
出願日2025-04-08
発明の名称微小電気機械デバイスのための完全に対称的な構造
出願人アナログディヴァイスィズインク
代理人個人,個人,個人
主分類G01P 15/08 20060101AFI20251015BHJP(測定;試験)
要約【課題】本発明の目的は、微小電気機械デバイスのための完全に対称的な構造を提供することにある。
【解決手段】MEMSデバイスのための完全に対称的な感知構造が、本明細書に開示される。ある特定の実施形態では、MEMSセンサは、第1の方向において移動するプルーフマスを含む。プルーフマスは、プルーフマスとともに移動する可動フィンガを含む。MEMSセンサは、可動フィンガに対して固定されている固定フィンガを更に含み、固定フィンガ及び可動フィンガは、プルーフマスの移動を検出する機能を果たす。例えば、可動フィンガ及び固定フィンガは、相互嵌合して、基板に対するプルーフマスの移動から生じる静電容量の変化を感知するための櫛フィンガセットを形成することができる。固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第1の方向において完全に対称的である。
【選択図】図2B
特許請求の範囲【請求項１】
微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）センサであって、
第１の方向において移動するように構成されたプルーフマスであって、前記プルーフマスが、前記プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む、プルーフマスと、
前記複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガと、
を備え、
前記複数の固定フィンガのレイアウトが、少なくとも前記第１の方向において完全に対称的である、ＭＥＭＳセンサ。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの導電性アンカを使用して定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項３】
前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの誘電性アンカを使用して定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項４】
前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの誘電性アンカ及び少なくとも１つの導電性アンカを使用して定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項５】
基板を更に備え、前記複数の固定フィンガが、前記基板に対して対称的に定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項６】
前記複数の固定フィンガの各々が、前記基板に定着されている中心を含む、請求項５に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項７】
前記複数の固定フィンガの各々の第１の端部及び第２の端部が、前記基板に定着されている、請求項５に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項８】
前記複数の固定フィンガの各々が、３つ以上の点において前記基板に定着されている、請求項５に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項９】
前記複数の固定フィンガの前記レイアウトが、前記第１の方向及び第２の方向において完全に対称的である、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項１０】
前記複数の可動フィンガのレイアウトがまた、前記第１の方向及び前記第２の方向においても完全に対称的である、請求項９に記載のＭＥＭＳセンサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子機器に関し、より具体的には、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ加速度計又はＭＥＭＳジャイロスコープなどのＭＥＭＳセンサは、慣性力に応答して移動するプルーフマスを含む。追加的に、ＭＥＭＳセンサは、プルーフマスに取り付けられた可動フィンガと、基板に定着された固定フィンガと、を有する、容量性感知構造などの感知構造を含む。可動フィンガ及び固定フィンガは、相互嵌合して、基板に対して移動するプルーフマスから生じる静電容量の変化を感知する機能を果たす櫛フィンガセットを形成することができる。
【０００３】
加速度計において、プルーフマスは、基板の上方のスプリングテザーによって吊り下げられ、加速力に対する抵抗を提供することができる。追加的に、感知構造は、加速度に比例する振幅を有するセンサ出力をもたらす、プルーフマスのたわみを測定する。別の例では、ジャイロスコープは、プルーフマスを含むことができ、このプルーフマスは、感知構造がプルーフマスの移動から生じる第２の方向（例えば、Ｙ方向）のコリオリ効果を検出する間に、第１の方向（例えば、Ｘ方向）に移動する。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、ＭＥＭＳセンサが、開示される。ＭＥＭＳセンサは、第１の方向において移動するように構成されたプルーフマスを含み、このプルーフマスは、プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む。ＭＥＭＳセンサは、複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガを更に含む。複数の固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。
【０００５】
別の態様では、ＭＥＭＳ感知の方法が開示される。この方法は、プルーフマスを第１の方向において移動させることを含み、プルーフマスは、プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む。この方法は、複数の可動フィンガと、複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガと、を使用して、プルーフマスの移動を感知することを更に含む。複数の固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
ＭＥＭＳ加速度計の一例の平面図である。
図１ＡのＭＥＭＳ加速度計の容量性感知構造の平面図である。
一実施形態による、完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳ加速度計の平面図である。
図２ＡのＭＥＭＳ加速度計の容量性感知構造の平面図である。
別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。
図３Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。
図３Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。
別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。
図４Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。
図４Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。
別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。
図５Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。
図５Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。
図５Ａの容量性感知構造の第３の断面図である。
別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。
別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。
図７Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。
図７Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。
図７Ａの容量性感知構造の第３の断面図である。
ＭＥＭＳジャイロスコープの一例の平面図である。
図８ＡのＭＥＭＳジャイロスコープの容量性感知構造の平面図である。
一実施形態による、完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳジャイロスコープの平面図である。
図９ＡのＭＥＭＳジャイロスコープの容量性感知構造の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の実施形態の詳細な説明は、本発明の具体的な実施形態の種々の説明を提示する。しかしながら、本発明は、数多くの異なる方法で具現化することができる。本説明では、図面に対して参照が行われ、そこでは、同様の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示し得る。図面において例解される要素は、必ずしも縮尺通りに描画されていないことが理解されるであろう。更に、ある特定の実施形態は、図面に例解されているよりも多くの要素、及び／又は図面に例解されている要素のサブセットを含み得ることが理解されるであろう。更に、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面から任意の好適な特徴の組み合わせを組み込むことができる。
【０００８】
ある特定のＭＥＭＳセンサは、ある程度の対称性を有し得る可動フィンガを伴って設計される。しかしながら、そのような設計は、レイアウトの制限に起因して、完全には対称的でない。例えば、ＭＥＭＳセンサは、固定アンカの片側のみに延在する固定フィンガを有し得、アンカが応力に起因して回転するときに、感知ギャップは、変化し、かつセンサオフセット及び／又は直交誤差における変化をもたらす。
【０００９】
ＭＥＭＳデバイスのための完全に対称的な感知構造が、本明細書に開示される。ある特定の実施形態では、ＭＥＭＳセンサは、第１の方向において移動するプルーフマスを含む。プルーフマスは、プルーフマスとともに移動する可動フィンガを含む。ＭＥＭＳセンサは、可動フィンガに対して固定されている固定フィンガを更に含み、固定フィンガ及び可動フィンガは、プルーフマスの移動を検出する機能を果たす。例えば、可動フィンガ及び固定フィンガは、相互嵌合して、基板に対するプルーフマスの移動から生じる静電容量の変化を感知するための櫛フィンガセットを形成することができる。固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。
【００１０】
完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳセンサを実装することは、パッケージ及び／又は内部／外部応力下で、有意なオフセット性能を達成する。例えば、櫛フィンガセットの非対称設計は、応力下での固定フィンガの異なる移動に起因するオフセットシフトを引き起こす。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許