减少加速度计中的滞后效应的制作方法_2

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加速度计会较少受到偏移不稳定性的影响并且会更加稳定。此外,本公开的组装技术可使更准确的加速度计组件成为可能,该组件具有较小的外形和降低的成本,因为对防止由于制造所导致的力和/或应变以及对其它材料的需要显著地减小。
[0024]图1是图解说明根据本文中所描述的技术而构造的加速度计的俯视图的示意图。在图1的例子中,加速度计1包括检测质量2、挠曲部4A和4B、凸起垫片6A-6D、垫片挠曲部8A-8H、支撑结构10、区域12和通道14。
[0025]检测质量2构造成响应于加速度计1的加速而从由支撑结构10所限定的平面中运动出来。在一些例子中,检测质量2是由压电材料制成,诸如石英(Si02)、块磷铝矿(A1P04)、正磷酸镓(GaP04)、thermal ine、钛酸钡(BaTi03)、或锆钛酸铅(PZT )、氧化锌(ZnO)或氮化招(A1N)等。在其它例子中,检测质量2是由娃材料制成。在一些例子中,检测质量2可包括在检测质量2的顶部和底部上的C形电容器极板(未图示),该电容器极板可提供电容的中心,并且当使检测质量2位移时增加和减小在与定子(未图示)的电容间隙处的电容。
[0026]挠曲部4A和4B (共同地称为“挠曲部4”)将检测质量2挠性地连接到支撑结构10并且支撑在支撑结构10内的检测质量2。在一些例子中,挠曲部4是由压电材料制成,诸如石英(Si02)、块磷招石(A1P04)、正磷酸镓(GaP04)、thermal ine、钛酸钡(BaTi03)、或错钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、或氮化铝(A1N)等。在其它例子中,挠曲部4是由硅材料制成。在一些例子中,挠曲部4可使检测质量2能够由于加速度计1的加速而在由支撑结构10所限定的平面附近运动。例如,挠曲部4在径向方向上可以是刚性的而在垂直方向上是挠性的,并且挠曲部4可使检测质量2能够从由支撑结构10所限定的平面中位移出来。
[0027]凸起垫片6A-6D将检测质量2与定子(未图示)分离。在一些例子中,凸起垫片6A - 6D的高度可限定定子与检测质量2之间的电容间隙(未图示)。在一些例子中,凸起垫片6A-6D的高度可以在1英寸的千分之0.5到千分之一之间。在一些例子中,凸起垫片6A - 6D可以是在支撑结构10的两侧上。在一些例子中,凸起垫片6A - 6D可接收由于加速度计组件的构造所导致的、来自定子的力和/或应变。
[0028]在一些例子中,凸起垫片6A-6D是由压电材料制成,诸如石英(Si02)、块磷铝石(A1P04)、正磷酸镓(GaP04)、thermal ine、钛酸钡(BaTi03)、或错钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、或氮化铝(A1N)等。在其它例子中,凸起垫片6A-6D是由硅材料制成。在一些例子中,凸起垫片6A - 6D可使检测质量2能够与制造期间所导致的力和/或应变机械隔离。应当理解的是,正如本文中所公开,机械隔离或隔离表示有很少接触或者没有接触,在一些例子中,表示被很大程度地被去除或排除。例如,如下所述的垫片挠曲部8A - 8H可提供支撑结构10与凸起垫片6A - 6D之间的机械隔离,由此提供检测质量2与定子(未图示)之间的机械隔离。在一些例子中,凸起垫片6A - 6D可为定子(未图示)提供摩擦力并且防止定子在加速度计组件(未图示)制造期间的移动或滑动。
[0029]垫片挠曲部8A - 8H将凸起垫片6A - 6D挠性地连接到支撑结构10并且在支撑结构10内支撑凸起垫片6A-6D。在一些例子中,垫片挠曲部8A-8H是由压电材料制成,诸如石英(Si02)、块磷招石(A1P04)、正磷酸镓(GaP04)、thermal ine、钛酸钡(BaTi03)、或错钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、或氮化铝(A1N)等。在其它例子中,垫片挠曲部8A - 8H是由硅材料制成。在一些例子中,垫片挠曲部8A-8H在径向方向上是薄的并且在圆周方向和垂直方向上是刚性的,这可使垫片挠曲部8A - 8H能够将支撑结构10和检测质量2与置于凸起垫片6A - 6D上的应变机械隔离。在一些例子中,垫片挠曲部8C - 8H的高度可以是大约1英寸的千分之三十(例如,0.030英寸)。在一些例子中,基于凸起垫片6A区域中所需要的隔离的量,垫片挠曲部8A和8B的高度可以在1英寸的千分之三十和千分之一之间(例如,0.030至0.001英寸)变化。
[0030]在一些例子中,垫片挠曲部8A和8B可构造成是可去除的。例如,可使垫片挠曲部8A - 8H在构造期间是可接近的。在一些例子中,可通过激光修整去除垫片挠曲部8A和8B。在其它例子中,可通过机械方法,诸如剪下,去除垫片挠曲部。在凸起垫片6A可通过在位于支撑结构10的外部的凸起垫片6A正上方的垫片挠曲部8A和8B而连接到支撑结构10的一些例子中,可利用平叶片镊去除(例如,拉断)垫片挠曲部8A和8B。
[0031]支撑结构10通过挠曲部4为检测质量2提供支撑,通过垫片挠曲部8A - 8H为凸起垫片6A - 6D通过支撑,并且可包含也可使检测质量2发生位移的应变。在一些例子中,支撑结构10是由压电材料制成,诸如石英(Si02)、块磷铝石(A1P04)、正磷酸镓(GaP04)、thermaline、钛酸钡(BaTi03)、或锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、或氮化铝(A1N)等。在其它例子中,支撑结构10是由硅材料制成。在一些例子中,支撑结构10可限定一个平面,检测质量2、挠曲部4和垫片挠曲部8A - 8H也位于该平面中。在一些例子中,支撑结构10是一块的整体材料,带有刻蚀的多个特征以形成加速度计1。在一些例子中,支撑结构10基本上是由石英或硅构成。尽管如图1中所示的支撑结构10是圆形形状,但可以想到支撑结构10可以是任何形状(例如,正方形、矩形、椭圆形等)。
[0032]区域12是支撑结构10的一部分并且构造成是可去除的,并且允许到垫片挠曲部8A和8B的接近。在一些例子中,可通过激光修整将区域12去除。在一些例子中,区域12允许垫片挠曲部8A和8B的去除。通道14构造成允许检测质量2在加速期间发生位移。在一些例子中,利用二氧化碳激光对通道14进行切割。
[0033]在图1的例子中,位于检测质量2与支撑结构10的外部之间的凸起垫片6A - 6D是由垫片挠曲部8A - 8H所连接。具体地,凸起垫片6A位于支撑结构10的外部与挠曲部4之间。尽管在图1中未示出,但在一些例子中,定子可围绕加速度计1并且可经由凸起垫片6A - 6D和垫片挠曲部8A - 8H而附接到支撑结构10。
[0034]凸起垫片6A - 6D可通过例如具有垫片挠曲部8A - 8H而将加速度计1上的力和/或应变隔离,垫片挠曲部8A-8H在径向方向上是薄的并且在圆周方向和垂直方向上是刚性的。在一些例子中,垫片挠曲部8A - 8H可将凸起垫片6A - 6D隔离,从而允许定子随着温度而径向地膨胀同时将较小的应变传递至支撑结构10,其中该应变将会导致电容器发生移动或者产生偏移。在一些例子中,在加速度计组件制造期间凸起垫片6A可支撑定子,这防止定子由于由腹带所施加的压缩力相互更加靠近地弯曲。在一些例子中,由于腹带的热膨胀系数高于腹带所附接的石英/殷钢合金堆的热膨胀系数,而导致压缩力。例如,当腹带从升高的环氧树脂硬化温度开始冷却时,腹带比石英/殷钢合金堆更多地收缩,并且使石英/殷钢合金堆成为压缩状态。在其中定子没有支撑的一些例子中,包括不同电容的接地平面的定子可能弯曲,从而产生偏移。
[0035]在一些例子,可以在制造期间执行对力和/或应变的机械隔离,并且在制造后可将连接在挠曲部4与支撑结构10的外部之间的凸起垫片6A的挠曲部去除,以提供检测质量2的进一步隔离。在期望增加或减小机械隔离的量的情况下,可利用垫片挠曲部8A - 8H将凸起垫片6A - 6D隔离至可调节的程度。换句话说,在期望增加凸起垫片的机械隔离的量的情况下,垫片挠曲部可以是将凸起垫片连接到支撑结构的非常薄的周向挠曲部(例如,将矩形凸起垫片6A的角连接到支撑结构10的垫片挠曲部8A和8B)。正如本文中所公开,应当理解的是机械隔离或隔离表示有很少接触或者没有接触,在一些例子中表示很大程度地被去除或排除。
[0036]可根据本公开的技术构造加速度计1,用以提供更好的加速度计组件,该加速度计组件可使电子设备能够更好地确定加速度计1的加速度。通常,加速度计组件包括力和/或应变、膨胀系数和环氧树脂,该环氧树脂将随着时间而改变它们的状态,从而在制造的加热和冷却过程期间导致滞后。然而,当加速度计组件的状态发生变化时,凸起垫片6A - 6D的垫片挠曲部8A - 8H有助于减小在制造期间所导致的滞后。通过提供具有凸起垫片6A - 6D的垫片挠曲部8A - 8H、尤其是具有垫片挠曲部8A和8B的凸起垫片6A,而使必须在制造后对加速度计组件进行校准的影响将减小。此外,凸起垫片6A - 6D可防止定子(未图示)在制造期间发生弯曲,这可提供更准确的定子与检测质量2之间的电容间隙,并且更好地确定制造后的加速度计组件的实际加速度,而不是必须补偿电容间隙中的变化。可以想到,在本公开中凸起垫片6A - 6D可位于并且/或者取向在加速度计1上的期望进行应变隔离的任何位置。可以想到,在本公开中,各种凸起垫片6A - 6D可构造成可从加速度计1中去除。
[0037]图2是图解说明根据本文中所描述的技术的加速度计20的示例俯视图的示意图。在图2的例子中,加速度计20包括检测质量22、挠曲部24A和24B、凸起垫片26A - 26D、垫片挠曲部28A - 28H、支撑结构30、区域32和通道34,这些特征可分别对应于如图1中所示的检测质量2、挠曲部4、凸起垫片6A - 6D、垫片挠曲部28A - 28H、支撑结构10、区域12和通道14。
[0038]在图2的例子中,垫片挠曲部28A和28B可以是位于支撑结构
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