惯性传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明关于惯性传感器。
【背景技术】
[0002]惯性传感器用于采集加速度和角速度。在此，存在的趋势是，惯性传感器布置在越来越小的壳中。
[0003]DE 10 2010 029 709 Al描述了微机电的结构元件。
【发明内容】
[0004]在这样的背景下，利用这里介绍的原理介绍了按照主权利要求的惯性传感器。有利的设计方案由各从属权利要求和接下来的说明得出。
[0005]不同类型的惯性传感器元件能够在不同的频率范围中运行。在不同的频率范围中，用于惯性传感器元件的不同的紧固类型具有不同的缓冲特性。有利地，能够在带有多个不同的传感器元件的惯性传感器中如此紧固每个单个的传感器元件，使得其专门的紧固类型具有在传感器元件的频率范围中的好的缓冲特性。由此，惯性传感器的传感器元件的信号能够通过散布进入的颤振而具有尽可能小的叠加。由于小的叠加，有待采集的结果能够无故障地在信号中映象并且以高的保险性评估。
[0006]介绍了带有下述的特征的惯性传感器:
第一传感器元件，该传感器元件通过缓冲元件相对于惯性传感器的接口缓冲振动，其中，第一传感器元件构造用于:在第一频带中采集第一测量参量并且缓冲元件构造用于至少在第一频带中缓冲振动;并且
第二传感器元件，该传感器元件机械地与接口親合，其中，第二传感器元件构造用于:在第二频带中采集第二测量参量。
[0007]能够将惯性传感器理解为用于采集至少一个加速度和/或至少一个角速度的传感器。惯性传感器能够构造用于采集在多个彼此角度偏移的轴线中的加速度和/或围绕多个彼此角度偏移的轴线的角速度。惯性传感器能够构造用于采集在三个空间方向上的加速度和/或围绕三个空间方向的角速度。第一传感器元件能够具有在第一频带中的第一工作点。例如，第一传感器元件的至少一个传感器体能够以第一频带内的第一频率而进入振动中。第二传感器元件能够具有在第二频带中的第二工作点。例如，第二传感器元件的至少一个传感器体能够以第二频带内的第二频率而进入振动中。缓冲元件能够构造用于将至少在第一频率范围内的干扰振动的幅值减小地继续传递至第一传感器元件。
[0008]第一传感器元件和/或第二传感器元件能够多轴地实施。由此，第一测量参量和/或第二测量参量能够在多个空间方向上采集。
[0009]第一传感器元件能够未缓冲地与接口耦合。惯性传感器能够在第一频率范围内在未缓冲的状态中比在缓冲的状态中具有激励的振动的更小的幅值增大。
[0010]缓冲元件能够构造为易弯的梁结构，该梁结构将与接口耦合的惯性传感器的一部分与惯性传感器的能够振动的部分相连，其中，第一传感器元件与能够振动的部分相连。梁结构的梁能够构造为弯曲弹簧。梁越长，则第二传感器元件能够越软地支承。
[0011]梁结构能够桥接缝隙，该缝隙布置在环形环绕的与接口耦合的惯性传感器的环和能够振动的岛部之间，其中，梁结构的梁将岛部的侧面与横向于侧面定向的环的内表面相连。通过彼此横向定向的面的连接，所述梁能够在多个空间方向上实施运动。由此也能够在多个空间方向上缓冲振动。
[0012]在梁结构的梁之间能够布置额外的软的材料。通过所述材料能够最佳地设计缓冲系统，并且能够尤其减小共振的幅值。以工艺为条件，缓冲材料也能够轻易地突出于基体层面或退缩在基体层面的下方。缓冲材料能够在基体层面的至少一侧将梁、岛部以及部分地框架完全地遮盖。
[0013]惯性传感器能够具有第一基体层和至少一个第二基体层，其中，所述基体层布置在不同的层面中，并且第一传感器元件布置在第一基体层上并且第二传感器元件布置在第二基体层上。通过传感器元件的相叠的布置，被缓冲的悬置的传感器元件能够通过未缓冲的惯性传感器的传感器元件而防护。
[0014]在第一基体层和第二基体层之间能够布置至少一个中部的基体层，其中，中部的基体层将第一基体层与第二基体层间隔，并且在第一基体层和第二基体层之间构造了腔。通过额外的中部基体层能够以简单的方式建立腔作为用于第一传感器元件的运动的空间。
[0015]所述基体层能够通过焊球彼此相连，其中，焊球构造了电的接触和/或机械的接触。通过焊球能够实现材料配合的接触。
[0016]在基体层之间，能够布置用于密封所述腔的密封装置。密封装置能够防护第一传感器元件使得免于污染。
[0017]所述基体层至少之一能够具有环形环绕的足部，以便定义在基体层之间的间距以及构造所述腔。所述足部能够为了定义的间距而定义在基体层之间。
[0018]第一传感器元件和第二传感器元件能够布置在一基体上。通过彼此并列的布置能够实现惯性传感器的小的结构高度。
[0019]第一传感器元件和/或第二传感器元件能够具有集成电路以用于处理第一传感器元件的和/或第二传感器元件的传感器信号。通过集成电路能够过滤传感器信号。通过所述过滤器能够保险地采集有待采集的角速度和/或加速度。
[0020]第一传感器元件能够是加速度传感器且第二传感器元件能够是角速度传感器，或者反过来。
【附图说明】
[0021]在此介绍的原理接下来借助附图被示例性地详细阐释。图示:
图1是按本发明的一个实施例的惯性传感器的剖视图；
图2是按照本发明的一个实施例的带有缓冲元件和第一传感器元件的下部的基体层的示意图；
图3是按本发明的一个实施例的中部基体层的示意图；
图4是按本发明的一个实施例的带有第二传感器元件的上部的基体层的示意图；
图5是按本发明的一个实施例的带有由填料形成的密封装置的惯性传感器的示意图； 图6是按本发明的一个实施例的带有由焊料形成的密封装置的惯性传感器的剖视图； 图7是按本发明的一个实施例的带有由焊料形成的密封装置的下部的基体层的示意图；
图8是按本发明的一个实施例的带有由焊料形成的密封装置的中部的基体层的示意图；
图9是按本发明的一个实施例的带有在上部的基体层面处的环绕的足部的惯性传感器的剖视图；
图10是按本发明的一个实施例的带有在下部的基体层面处的环绕的足部的惯性传感器的剖视图；
图11是按本发明的一个实施例的带有下部的基体层面与上部的基体层面的通过焊球形成的连接的惯性传感器的剖视图；
图12是按照本发明的一个实施例的带有彼此并列布置的第二传感器元件和评估电子装置的上部的基体层的示意图；
图13是按照本发明的一个实施例的带有在基体层面上的被缓冲的第一传感器元件和未缓冲的第二传感器元件的惯性传感器的剖视图；
图14是按照本发明的一个实施例的带有在基体层面上的被缓冲的第一传感器元件和未缓冲的第二传感器元件的惯性传感器的上侧的示意图；以及
图15是按照本发明的一个实施例的带有在基体层面上的被缓冲的第一传感器元件和未缓冲的第二传感器元件的惯性传感器的下侧的示意图。
【具体实施方式】
[0022]在接下来对本发明的有利的实施例的说明中，为在不同的附图中示出的且相似地作用的元件使用相同的或相似的附图标记，其中，省去了对这些元件的重复说明。
[0023]在图1中展示了按本发明的一个实施例的惯性传感器100的具体结构。惯性传感器100具有减振器系统。总系统100包括三部分102、104、106，即在这里带有传感器108的下部的基体层102、用于电的和机械的连接的中部基体层104和带有另一个传感器110的上部的基体层106。
[0024]在此，基体层能够包含多个金属化层面和过道。
[0025]下部的基体层102包括岛部112，该岛部环绕地由环114包封。岛部112和环114经过由电路板材料形成的弹簧腿116彼此机械地和电地相连。至少一个微机电的传感器元件(MEMSH08以及必要时用于评估的用途特定的集成电路(ASICH18位于下部的基体层102的岛部112处，该传感器元件在这里实施为角速度传感器108。
[0026]在一实施例中，所述评估经过仅一个共同的ASIC进行，该ASIC能够布置在上部的基体层面106或下部的基体层面102上。在这里，在整个系统100中安装了仅一个ASIC。
[0027]通过类似梁的结构116的合适的造型(该结构在下文也称为弹簧腿116)，外部的机械的颤振在某频谱中仅缓冲地传递至岛部112。下部的基体层102通