具有中心悬吊件和环架结构的微机电系统(mems)多轴陀螺仪的制作方法

具有中心悬吊件和环架结构的微机电系统(mems)多轴陀螺仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了各种实例，包括用于对运动进行感应的微机电管芯，所述微机电管芯包括与不对称定子电极交错接合的对称质量块电极。这些实例中的一些包括围绕与所述电极在其中设置的所述平面正交的轴弯曲的电极。一个实例提供垂直挠曲部，所述垂直挠曲部以允许围绕水平轴挠曲的方式将内环架耦合到质量块。
【专利说明】具有中心悬吊件和环架结构的微机电系统（MEMS)多轴陀 螺仪
[0001] 要求优先权
[0002] 本申请要求2012年2月1日提交的名称为"MEMS MULTI-AXIS GYROSCOPE WITH CENTRAL SUSPENSION AND GMBAL STRUCTURE"（具有中心悬吊件和环架结构的MEMS多轴 陀螺仪）的美国临时专利申请序列号61/593, 691的优先权的权益，该专利申请全文以引用 方式并入本文。

【背景技术】
[0003] 正交误差是限制微机械传感器（诸如陀螺仪）的性能的主要因素之一。考虑到驱 动振荡和感应振荡的相对大小，即使极小部分驱动运动耦合进感应模式都可能支配科里奥 利（Coriolis)响应。
[0004] 实际上，制造缺陷可能导致诸如陀螺仪结构的结构中的欠理想几何形状。欠理想 几何形状可能致使驱动振荡部分地耦合进感应模式。即使存在若干种交叉耦合途径，诸如 弹性、粘性和静电耦合途径，但在某些情况下，由于悬吊元件中的非等弹性，弹性耦合增加 幅度超出所需的标准。
[0005] 在具有面外（out-of-plane)工作模式的传感器系统（诸如陀螺仪系统）中，面内 方向与面外方向之间的非等弹性是正交误差的主导根源。深反应离子刻蚀（"DRIE"）中 的侧壁偏斜或倾斜能够导致挠曲支承部的横截面从矩形偏离为平行四边形，进而导致悬吊 件挠曲支承部的弹性主轴偏离平行于器件表面（的方向），或偏离正交于器件表面（的方 向）。在一个例子中，单轴或多轴微机械传感器结构（诸如陀螺仪结构）可能受到至少部分 由DRIE倾斜导致的高正交误差的影响。
[0006] 另外，现有的共振器依赖于简单的直线形挠曲支承部来生成挠曲结构，以允许器 件在共振中移位。当刻蚀在挠曲支承部中产生倾斜时，会造成重大问题，引起很大的非期望 的移位，且通常使感应机构致动。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 在附图中（这些附图不一定是按照比例绘制的），相同的数字能够描述不同视图 中的类似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示类似部件的不同示例。附图通过示 例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。
[0008] 图1例示出根据一个例子的包括悬吊结构的传感器结构。
[0009] 图2A例示出根据一个例子的悬吊件的一部分。
[0010] 图2B例示出一个例子中的处于顶部部分向上弯曲的弯曲状态下的图8A的悬吊 件。
[0011] 图2C例示出一个例子中的处于顶部部分向下弯曲的弯曲状态下的图8A的悬吊 件。
[0012] 图3例示出根据一个例子的悬吊结构围绕Z轴的扭转运动。
[0013] 图4例示出根据一个例子的悬吊结构围绕X轴的扭转运动。
[0014] 图5例示出根据一个例子的悬吊结构围绕Y轴的扭转运动。
[0015] 图6例示出根据一个例子的包括低正交误差悬吊件的二轴陀螺仪。
[0016] 图7例示出根据一个例子的包括低正交误差悬吊件的三轴陀螺仪。
[0017] 图8例示出一个示例性悬吊件的正交误差。
[0018] 图9例示出根据一个例子的驱动模式。
[0019] 图10例示出根据一个例子的有四个弯曲部的挠曲支承部。
[0020] 图11例示出根据一个例子的挠曲支承部，所述挠曲支承部包括挠曲的挠曲支承 部和非挠曲的挠曲支承部。
[0021] 图12例示出根据一个例子的挠曲支承部，所述挠曲支承部包括比图11的挠曲支 承部短的挠曲的挠曲支承部和比图11的非挠曲的挠曲支承部短的非挠曲的挠曲支承部。
[0022] 图13A例示出根据一个例子的具有很大间隙的悬吊件。
[0023] 图13B例示出与挠曲支承部的挠曲度相关的应力。
[0024] 图14A例示出根据一个例子的包括Z字形部的悬吊件。
[0025] 图14B例示出在图14A的14B处截取的截面。
[0026] 图14C例示出在图14A的14C处截取的截面。
[0027] 图14D例示出在图14A的14D处截取的截面。
[0028] 图15例示出根据一个例子的围绕Z轴扭转挠曲的图14的悬吊件。
[0029] 图16A例示出根据一个例子的围绕Z轴扭转挠曲的图14的悬吊件。
[0030] 图16B例示出根据一个例子的围绕Y轴挠曲的图14的悬吊件。
[0031] 图16C例示出根据一个例子的围绕X轴挠曲的图14的悬吊件。
[0032] 图16D例示出根据一个例子的沿Y轴移位挠曲的图14的悬吊件。
[0033] 图17示出根据一个实施例的制作低正交误差悬吊件的方法。
[0034] 图18示出根据一个实施例的制作抑振Z轴电极的方法。

【具体实施方式】
[0035] 不需要的侧壁挠曲可能消极地影响挠曲支承部（"挠曲部"）的性能，所述挠曲支 承部例如为支撑诸如管芯的微机电系统（"MEMS"）结构的一个或多个部分的挠曲支承部。 在一个例子中，诸如当倾斜轴沿着挠曲支承部或梁的长度时，如果一个或多个侧壁具有角 误差，则面内驱动运动可能导致面外运动。在一个例子中，当倾斜的柔韧或柔性的挠曲支承 部或梁在驱动运动期间位于相反侧时，产生的面外偏转可能导致或增加了正交误差。在一 个例子中，低正交悬吊系统致力于减少或消除不期望的面外运动。
[0036] 图1例示出根据一个例子的包括悬吊结构的传感器结构。各种例子公开了用于传 感器的低正交悬吊系统。在一个例子中，悬吊结构可用在具有质量块（proof-mass)，诸如 单个质量块104的扭转多轴微机械陀螺仪系统中。在一个例子中，质量块104在其中心处 通过单个中心锚106悬吊。在一个例子中，一个或多个挠曲支承部将锚106连接到质量块 104,诸如连接到质量块的主框架116。在一个例子中，一个或多个挠曲部允许质量块围绕三 个垂直的轴扭转地振荡。在一个例子中，悬吊挠曲支承部或梁提供面内偏转和面外偏转，从 而允许质量块围绕X轴、y轴和z轴扭转地振荡。
[0037] -个例子包括固定部分118,其中锚106耦合至固定部分118。在一个例子中，第 一非线性悬吊构件108在锚106的一侧耦合至锚106。在一个例子中，第二非线性悬吊构 件120在锚的同一侧耦合至锚，所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件 关于锚二等分面122 (诸如x-z面）成镜像关系的形状和位置。各种例子包括平面式的质 量块104,所述质量块至少部分地由第一非线性悬吊构件108和第二非线性悬吊构件120悬 吊，使得质量块可围绕锚106旋转且可在平行于所述固定部分的平面中（诸如在x-y平面 中）滑动。
[0038] 在一个例子中，C形挠曲支承部108包括耦合至锚106且向锚二等分面122延伸 的内部部分110,以及具有近侧部分和远侧部分的中心部分114,其中近侧部分耦合至内部 部分110,远侧部分沿锚二等分面122延伸远离锚106且耦合至延伸远离锚二等分面122的 外部部分112。在一个例子中，中心部分114垂直于内部部分110和外部部分112。在一个 例子中，中心部分114平行于锚二等分面122。
[0039] 在一个例子中，锚106、第一非线性悬吊构件108、第二非线性悬吊构件120以及质 量块104由单片式材料形成。在一个例子中，固定部分118包括与锚106、第一非线性悬吊 构件108、第二非线性悬吊构件120以及质量块104的单片式材料不同的固定单片式材料。 在一个例子中，固定部分118包括与锚106、第一非线性悬吊构件108、第二非线性悬吊构件 120以及质量块104的单片式材料相同的固定单片式材料。
[0040] 在一个例子中，挠曲支承部设置在中心锚的每一侧上，诸如所述锚的相反侧上。在 一个例子中，由一侧上每个C形挠曲支承部引起的面外运动被其对称的挠曲支承部抵消。 相应地，在一个例子中，在每个挠曲支承部上引起的正交误差被就地减小或抵消。
[0041] 在一个例子中，中心悬吊结构102被用于传感器中，诸如六自由度（"D0F"）传感 器1〇〇(诸如包括对称的挠曲支承部的单片式六自由度传感器）中。在一个例子中，对称的 挠曲支承部包括"C形挠曲支承部"108。在一个例子中，每个C形挠曲支承部包括内挠曲支 承部110和外挠曲支承部112以及在两个挠曲支承部之间的高刚度的连接挠曲支承部114。 在一个例子中，内挠曲支承部112在一端连接至锚106,外挠曲支承部112在另一端连接至 质量块104。在一个例子中，悬吊系统102共计由8个C形挠曲支承部108形成。在一个例 子中，两个对称的C形挠曲支承部位于中心锚结构的四个侧面的每一侧上。
[0042] 在一个例子中，悬吊系统提供三种陀螺仪工作模式：围绕Z轴的面内扭转，用于驱 动运动；围绕X轴的面外扭转，用于Y轴陀螺仪感应运动；以及围绕Y轴的面外扭转，用于X 轴陀螺仪感应运动。在一个例子中，振荡模式能够彼此之间互相切换。
[0043] 图2A例示出根据一个例子的悬吊件的一部分。图2B例示出在一个例子中的处于 顶部部分向上弯曲的弯曲状态下的图2A的悬吊件。图2C例示出在一个例子中的处于顶部 部分向下弯曲的弯曲状态下的图2A的悬吊件。所示的例子例示出悬吊机构在各个方向的 变形轮廓。在一个例子中，在图2B和图2C示出的两种变形情况中，弯曲等同且相反地发生。 在一个例子中，在每个方向上，两个挠曲支承部以相反的方式弯曲。在一个例子中，通过产 生相互抵消的相反的面外变形，使得从挠曲部一端到另一端的总体的面外变形最小化。
[0044] 图3例示出根据一个例子的悬吊结构围绕Z轴的扭转运动。在一个例子中，悬吊 系统300包括在中心锚结构306的每一侧上的两个对称的C形挠曲支承部302, 304。在一 个例子中，C形挠曲支承部302, 304中的一个或两个由设置在两个挠曲支承部310, 312之 间的高刚度连接挠曲支承部308形成。在一个例子中，在面内扭转运动（诸如平行于图的 平面的运动）期间，由一侧上的每个C形挠曲支承部中的挠曲支承部的偏转引起的面外运 动被对称的挠曲支承部310'，312'所抵消。相应地，在每个挠曲支承部上引起的正交误差 被就地减小或抵消。
[0045] 描述的例子例示出围绕Z轴（S卩，延伸进入页面并延伸出页面的轴）的扭转运动。 在一个例子中，在面内扭转运动期间，在每个C形挠曲支承部中的内挠曲支承部310和外挠 曲支承部312发生面内弯曲。在一个例子中，高刚度连接支承部308不经历明显的弯曲。对 于质量块围绕Z轴的逆时针旋转，质量块的顶部部分向左移动，如图所示。在一个例子中， 高刚度连接支承部均向左移动。因此，右侧的C形挠曲支承部的内挠曲部和外挠曲部向下 弯曲，同时左侧的C形挠曲支承部的内挠曲部和外挠曲部向上弯曲。因此，在一个例子中， 所述运动引起对称的C形挠曲支承部的挠曲部沿相反方向的偏转。由于对称的C形挠曲支 承部中的挠曲部沿相反方向的偏转，由一侧上的每个C形挠曲支承部中的挠曲支承部的偏 转所引起的面外运动被其对称的挠曲支承部抵消。因此，在每个挠曲支承部上引起的正交 误差被局部抵消。
[0046] 图4例示出根据一个例子的悬吊结构围绕X轴的扭转运动。在一个例子中，悬吊 结构可用在具有质量块，诸如单个质量块404的扭转多轴微机械陀螺仪系统中。在一个例 子中，质量块404在其中心处通过单个中心锚406悬吊。在一个例子中，一个或多个挠曲支 承部402将锚406连接到质量块404。在一个例子中，在围绕X轴的面外扭转运动期间，主 要是Y轴侧的C形悬吊件对412, 412'偏转。在一个例子中，这些C形悬吊件中的内挠曲支 承部410, 410'围绕X轴扭转地弯曲，起到扭转铰链的作用。
[0047] 在一个例子中，管芯为薄片形（wafer shaped)，第一非线性悬吊构件408和第二 非线性悬吊构件412各自具有大体上矩形的横截面，所述横截面的高度小于宽度。
[0048] 图5例示出根据一个例子的悬吊结构围绕Y轴的扭转运动。在一个例子中，悬吊 结构可用在具有质量块，诸如单个质量块404的扭转多轴微机械陀螺仪系统中。在一个例 子中，质量块404在其中心处通过单个中心锚406悬吊。在一个例子中，一个或多个挠曲支 承部402将锚406连接到质量块404。在一个例子中，在围绕Y轴的面外扭转运动期间，主 要是X轴侧的C形悬吊件对412, 412'偏转。这些C形挠曲支承部414, 414'中的内挠曲支 承部围绕Y轴扭转地弯曲，起到扭转铰链的作用。
[0049] 图6例示出根据一个例子的包括低正交误差悬吊件的二轴陀螺仪。在一个例子 中，结构602可用于各种扭转多轴微机械陀螺仪系统，所述扭转多轴微机械陀螺仪系统具 有单个质量块604,所述单个质量块604在其中心处通过单个中心锚606悬吊。挠曲部608 将所述锚连接到质量块604,并允许所述质量块围绕所有三个轴扭转地振荡。所例示的例子 检测围绕X轴和Y轴各自的运动，并证明三种陀螺仪工作模式：围绕Z轴的面内扭转，用于 驱动运动；围绕X轴的面外扭转，用于Y轴陀螺仪感应运动；以及围绕Y轴的面外扭转，用 于X轴陀螺仪感应运动。在一个例子中，一个或多个梳状电极616耦合到所述器件的固定 部分，并感应耦合到质量块604的梳状电极618的运动。在一个例子中，梳状电极618的梳 齿沿着二等分X轴与X轴之间的角的轴而设置。
[0050] 图7例示出根据一个例子的包括低正交误差悬吊件的三轴陀螺仪。在一个例子 中，结构702可用于各种扭转多轴微机械陀螺仪系统，所述扭转多轴微机械陀螺仪系统具 有单个质量块704,所述单个质量块704在其中心处通过单个中心锚706悬吊。挠曲部708 将所述锚连接到质量块704,并允许所述质量块围绕所有三个轴扭转地振荡。在一个例子 中，器件起到三轴（"X/Y/Z"）陀螺仪的功能。在一个例子中，悬吊系统702提供与图6中 所示的器件相似的陀螺仪工作模式。在一个例子中，图7所示的器件包括提供用于Z轴感 应模式的附加的挠曲部720。在一个例子中，一个或多个梳状电极716耦合到所述器件的固 定部分，并感应耦合到质量块704的梳状电极718的运动。在一个例子中，梳状电极718的 梳齿沿着二等分X轴与X轴之间的角的轴而设置。
[0051] 图8例示出一个示例性悬吊件的正交误差。在一个例子中，挠曲支承部的角度对 正交具有显著影响。在一个例子中，对于每个设计，能够选择角度以优化由共振器挠曲支承 部的挠曲部的倾斜所产生的正交误差。在一个例子中，对于所期望的悬吊系统的具体实施， 最佳角度为15度。在一个例子中，最佳角度取决于结构形状，并基于相应器件的结构而选 择。在一个例子中，对于所期望的结构，两个挠曲支承部设置为相同的角位移，但两个挠曲 支承部可以容易地设置为不同的角度。
[0052] 图9例示出根据一个例子的驱动模式。发明人认识到，在包括锚906的悬吊配置 中，倾斜的效果引起正交误差，并且它们可通过在同一挠曲部902或挠曲部对904上产生相 反的倾斜而将上述影响最小化。相应地，存在由框架隔开的两个挠曲的挠曲支承部，每个挠 曲支承部在驱动工作模式中在相反方向上变形。相反方向的变形导致产生相反方向的面外 变形的倾斜，在最终连接到移动部件时，所述相反方向的面外变形互相抵消。这可用于取代 仅包括一个挠曲支承部的现有机构，所述现有机构的一个挠曲支承部的倾斜仅在一个方向 上产生变形，从而引起无任何抵消的大量的面外运动。
[0053] 然而，在一些例子中，内挠曲支承部910, 910'和外挠曲支承部912, 912'旋转，从 而在驱动模式致动期间，变形使得一个挠曲支承部向上弯曲且一个挠曲支承部向下弯曲。 在一个例子中，驱动模式为围绕中心锚的旋转模式。在一个例子中，对于四个悬吊件对404 中的每一对，驱动模式使得一个在一个方向上变形且另一个在另一方向上变形。
[0054] 图10例示出根据一个例子的有四个弯曲部的挠曲支承部。在一个例子中，挠曲部 1002可包括一个以上的弯曲部。在一个例子中，这可允许产生被更严格地控制的面外运动。 在一个例子中，包括多个Z字形部1004。在一个例子中，Z字形部限定了从锚1006延伸至 质量块1005的锯齿形线路（zigzag)。在一个例子中，锯齿形线路包括沿着从锚1006延伸 至质量块1005的图案（patter)的规则幅度的Z字形部。在另外的实施例中，所述幅度是 变化的。在一个例子中，所述Z字形部为C形，具有互相平行但不平行于高刚度部分1016 的顶部构件1008和底部构件1014。
[0055] 图11例示出根据一个例子的挠曲支承部，所述挠曲支承部包括挠曲的挠曲支 承部和非挠曲的挠曲支承部。在一个例子中，还可通过延长或缩短挠曲的挠曲支承部 1110, 1114或非挠曲的挠曲支承部1112来确定挠曲部1102的参数。在图12中所示的例子 中，缩短了外部挠曲的挠曲支承部1110和非挠曲的挠曲支承部1112。
[0056] 图12例示出根据一个例子的挠曲支承部，所述挠曲支承部包括比图11的挠曲支 承部短的挠曲的挠曲支承部和比图11的非挠曲的挠曲支承部短的非挠曲的挠曲支承部。 与图11的部件相比，缩短了外部挠曲的挠曲支承部1210和非挠曲的挠曲支承部1212。
[0057] 图13A例示出根据一个例子的具有很大间隙的悬吊件。图13B例示出与挠曲支 承部的挠曲度相关的应力。在实例中，在挠曲支承部1304和质量块1306之间设置有空隙 1302。
[0058] 图14A-D例示出根据一个例子的包括各种特征的管芯1400。这些特征可单独或组 合使用。一个特征是Z字形部1402。Z字形部1402在非线性悬吊构件（如，C形挠曲支承 部1406)与质量块1408之间延伸。添加 Z字形部1402可以进一步减小正交误差，这至少 是由于其减小了面外挠曲，所述面外挠曲至少部分是由DRIE刻蚀造成的。就像通过弯曲跨 过平面（诸如平面1422) -边的另一个支承部，来抵消一个支承部的弯曲。可通过弯曲第 二挠曲支承部1407来抵消面外弯曲，所述第二挠曲支承部1407可设置在平面1423的另一 边。
[0059] 此类抵消在图15中示出。在图15中，第一支承部1502弯曲远离质量块1508,而 设置在水平参考平面1510另一边的支承部朝着质量块弯曲。在垂直参考平面1512的另一 边且在水平参考平面1510的另一边的支承部1506也以与1506大体上相同的方式弯曲远 离质量块1508,这就可通过恢复挠曲支承部悬吊件的平衡来抵消正交误差。
[0060] 回到图14A以及对Z字形部1402的描述，非线性悬吊构件1406(如，C形挠曲支 承部）包括第一或内部部分1410、第二或中心部分1420,以及第三或外部部分1412。在一 个例子中，外部部分1412具有耦合至中心部分1420的近侧部分。在一个例子中，外部部分 1412的远侧部分延伸远离锚二等分面1422。在一个例子中，外部部分1412与第一非线性 悬吊构件1406的第四部分1402(如，Z字形部的一部分）耦合。在一个例子中，第四部分 1402在第四部分1402的近侧部分处耦合至外部部分1412的远侧部分。在一个例子中，第 四部分1402从其近侧部分朝着锚1404延伸至其远侧部分。在一个例子中，第四部分1402 的远侧部分耦合至第一非线性悬吊构件1406的第五部分1424。在一个例子中，第五部分 1424朝着锚二等分面1422延伸。在一个例子中，内部部分1410和外部部分1412是线性且 平行的。总的说来，相对于不具有Z字形部1402的悬吊件，Z字形部1402例子提供另外的 挠曲，以及对该挠曲的抵消。
[0061] 第二个特征是不对称定子指状电极，如在图14C-D中特别地例示。图14C和14D 中部分地例示的电极结构被配置为用于具有反相线性Z轴旋转感应模式的MEMS多轴陀螺 仪中。在一些例子中，两个质量块1454和1456可在相反方向上移动。此类运动的例子在 图16D中例示。在一个例子中，定子1430, 1431通过相应侧的锚1428, 1429锚固。在各个 例子中，中心锚1404相反侧上的电极应当对质量块的并发的向外运动或向内运动敏感，以 实现对该运动的差动拾取。因此，不应使用关于Y-Z轴对称的定子电极，因为这种设计不会 对差分运动进行感应，且因为差分运动感应依赖在器件的两侧之间提供电容差分，并且如 果定子电极是对称的，则电容将在Y-Z轴的两侧类似地改变。
[0062] 例示的Z轴旋转感应电极结构对差分运动进行感应。该结构提供对反相感应运动 的差分检测，其中质量块指状物关于Y-Z平面1422对称，而定子电极不关于Y-Z平面对称。 对称的电极配置是抑振所需的。所公开的电极提供了在Y-Z平面对面对称的质量块电极。 相对于不对称设计，对称的质量块电极实现了改进的抑振效果。
[0063] 图14C-D的剖视图例示出根据一个例子的管芯的相反侧上的交错接合细节。尽 管电极在外观上是像素化的，但可以构想平滑连续的电极，如展现DRIE的特征的那些电 极。在图14C中，左定子1430具有在质量块1446指状物1452外部（如，进一步远离中心 锚1404)的定子指状物1450,而图14D中例示的右定子1430'具有在质量块1446'指状物 1452'内部的定子指状物1452'。应当注意，在图14C和14D的两种电极中，小电容间隙位 于定子指状物的左侧，并且质量块指状物是完全对称的。当图14C的质量块1454向左移时， 该图中的电极的电容增加。当图14D的质量块1456向右移时，该图中的电极的电容降低。 因此，产生了可被检测到的差分电容。
[0064] 在一个例子中，Z轴陀螺仪感应运动经由差分质量块感应来感应，而同相运动 (即，质量块在相同方向上的运动）被拒绝。在各个例子中，驱动运动（图14B中的1448) 围绕Z轴扭转（参见图15和图16A)。Z轴陀螺仪感应运动基于在相反方向上振荡的质量 块1454和1456。图16D例示出此类运动。Z轴感应运动是线性的面内运动（如，X-Y平面 内）和反相运动（如，质量块1454和1456在相反方向上振荡）。
[0065] 第三个特征包括垂直挠曲部1426,在图14A和14B中例示。在一个例子中，垂直挠 曲部1426允许质量块框架比管芯的其他部分（诸如内环架1458)偏转更多，并且可用于调 节Y轴感应共振频率。所例示的环架结构提供仅针对陀螺仪的Y轴感应模式而偏转的挠曲 部1426,在该Y轴感应模式中，质量块1408围绕X轴旋转，如图16C中所例示。因此，它允 许设计师独立于驱动频率和X轴感应频率来调节Y轴感应共振频率。这使得中心悬吊件能 够改进，以同时将X轴和Y轴中的正交误差降至最低。
[0066] 例如，固定部分或基板可耦合至锚1404。固定部分包括例如封装基板。第一非线 性悬吊构件1406可在锚1404的一侧耦合至锚1404。第二非线性悬吊构件1407在锚1404 的同一侧耦合至锚1404。第二非线性悬吊构件可具有与第一非线性悬吊构件关于锚1404 二等分面成镜像关系的形状和位置，但本发明的主题并不限于此。第一非线性悬吊构件和 第二非线性悬吊构件中的一者或两者可形成微机电管芯1400的内环架1458的一部分。
[0067] 平面式的质量块1408可耦合至内环架1458。质量块可通过设置在锚1404的第一 侧上的第一悬吊构件1460悬吊。质量块可通过设置在锚1404的第二侧上的第二悬吊构件 1462悬吊。第一悬吊构件1460可以与锚的第一侧相对地f禹合。
[0068] 管芯1400可限定第一间隙1464。间隙1464可沿锚1404的第一侧1466延伸。第 二间隙1468可沿锚1404的第二侧1470延伸。第二间隙1468可与第一侧1466相对。第 一间隙1464和第二间隙1468中的每一者可在内环架1458与质量块1408之间延伸。
[0069] 第一间隙1464可从第一悬吊构件1460延伸至第二悬吊构件1462。第二间隙1468 可从第一悬吊构件1460延伸至第二悬吊构件1462。第一间隙和第二间隙中的一者或多者 可为C形。第一 C形可限定第一开口 1472,该第一开口 1472朝第二间隙1468的第二C形 的第二开口 1474敞开。
[0070] 第一 C形可包括第一端部分1482和第二端部分1484,其中中心部分1486在第一 端部分与第二端部分之间延伸。第一端部分和第二端部分可垂直于中心部分。第一倾斜部 分1488可在第一端部分1482与中心部分之间延伸，且第二倾斜部分1490可在第二端部分 1484与中心部分之间延伸。第一间隙可为第二间隙的镜像形状，且第一间隙可沿锚二等分 面成镜像。
[0071] 第一间隙可限定第一垂直挠曲部1476和第二垂直挠曲部1478。第二间隙可限定 第三垂直挠曲部1426和第四垂直挠曲部1480。第一、第二、第三和第四垂直挠曲部中的每 一者可以是细长的，且长度比宽度长。每个相应的长度可延伸远离相应的悬吊构件。每个 相应的长度可延伸远离锚二等分面1422。
[0072] 在一个例子中，实心质量块框架结构（诸如图7中例示的结构）依靠中心悬吊系 统来设置驱动频率和X/Y感应频率。因此，两个轴上的全部三种频率和正交误差可同时得 到改进。
[0073] 图14A-D中例示的环架结构提供额外的自由度以调节Y轴感应模式。在一个例子 中，中心挠曲部1426沿Y轴延伸远离内环架1458。这些挠曲部可垂直地挠曲。图16C例示 出挠曲部的使质量块能够围绕X轴旋转的挠曲。在一个例子中，一个或多个挠曲部1426可 将内环架1458连接至质量块1408框架。在一个例子中，这些挠曲部1426仅针对陀螺仪的 Y轴感应模式而偏转。增设的面外挠曲部允许独立于驱动频率和X轴感应频率而调节Y轴 感应共振频率。
[0074] 在各个例子中，驱动运动（图14B中的1448)围绕Z轴（诸如围绕中心锚1404) 扭转。图15例示出根据一个例子的围绕Z轴扭转挠曲的图14的悬吊件，且图16A也例示 出根据一个例子的围绕Z轴扭转挠曲的图14的悬吊件。图16B例示出根据一个例子的围 绕Y轴挠曲的图14的悬吊件。在这些例子中，挠曲部1426展现有限的挠曲。然而，图16C 例示出根据一个例子的围绕X轴挠曲以使挠曲部1426挠曲的图14的悬吊件。在一个例子 中，Y轴感应运动是围绕X轴的面外扭转。
[0075] 图14A-D的另外特征包括弯曲的指状电极。这些电极可能对旋转驱动运动不敏 感。各个例子可包括围绕与电极在其中设置的平面正交的轴弯曲的电极。弯曲的指状电极 (如，指状物1450和1452)可能对旋转驱动运动（诸如图16A中例示的运动）不太敏感。 在一个例子中，虽然质量块电极正相对于定子电极旋转，但所述电极之间的间隙距离保持 相似或相同。在一些例子中，这可以维持类似的电容。然而，在一些例子中，一个电极面对 其他电极的面积发生改变，这可提供差分电容，从而允许围绕Z轴的感应或旋转。因此，假 如管芯围绕与电极在其中暴露的平面正交的轴旋转时，弯曲的电极保持与质量块电极和定 子电极之间的间隙距离，（就）可以任选地不改变电容或较低地改变电容，或可感应到所需 的电容改变以检测旋转。
[0076] 微机电管芯1400可与诸如封装的基板耦合以形成封装的集成电路。质量块1408 可在锚1404处稱合至基板。质量块可包括能够相对于锚1404移动的第一部分1454。第一 部分可包括第一质量块电极1452。质量块1408的关于锚1404与第一部分1454相对的第 二部分1456可以是能够相对于锚1404和第一部分1454移动的。第二部分1456可包括第 二质量块电极1452'。质量块1408可在锚1404的第一侧上（诸如在平面1423的第一侧 上）限定第一开口 1492。质量块的第一部分1454能够可移动地耦合在开口 1492中直达基 板。
[0077] 第一质量块电极1452可以是延伸进开口 1492中的第一多个质量块电极中的一 个。所述多个质量块电极可彼此间隔开。质量块1408可在锚的第二侧上（诸如在平面1423 的第一侧上）限定第二开口 1494。第二部分1456可耦合在第二开口 1494内侧。第二质量 块电极1452'可以是延伸进开口 1494中的彼此间隔开的第二多个质量块电极中的一个。
[0078] 第一定子1430可耦合至基板，诸如经由锚1428,并且可包括第一定子电极1450。 第一定子电极1450可在质量块的第一质量块电极1452旁边延伸以形成第一电极对。第二 定子1431可耦合至基板并且可包括与第一定子电极1450相对的第二定子电极1451。第二 定子电极1451可在质量块1408的第二部分1456的第二质量块电极1452'旁边延伸以形 成第二电极对。第一电极对可形成第一电容器。第二电极对可形成第二电容器。
[0079] 质量块的第一质量块电极可在锚的另一边与质量块的第二质量块电极相对，并且 其中第一定子电极可在锚的另一边与第二锚固电极相对而耦合至基板。
[0080] 第一定子电极1450可以是第一多个定子电极中的一个，所述第一多个定子电极 与所述第一多个质量块电极中的相应电极交错接合且成对以形成第一电极对。第二定子可 以是第二多个定子电极中的一个，所述第二多个定子电极与所述第二多个定子电极中的相 应电极交错接合且成对以形成第二电极对。
[0081] 在管芯1400的第一振动模式中，质量块的第一部分1454可能即将移动远离质量 块的第二部分1456。第一定子电极1450和第二定子电极1451可被布置为使得第一电极对 的电极之间的距离可与第二电极对的电极之间的距离成反比。质量块的第一部分1454可 以在锚1404的另一边与质量块的第二部分1456对称。第一定子1430可以在锚1404的另 一边相对于第二定子1431不对称。
[0082] 图18示出根据一个实施例的制作抑振Z轴电极的方法。在1802处，例子包括形成 质量块。该例子可包括形成用于将质量块耦合至基板的锚。该例子可包括在锚的第一侧上 形成第一部分，该第一部分可相对于锚移动并且包括第一质量块电极。该例子可包括在锚 的与第一侧相对的第二侧上形成第二部分，该第二部分包括第二质量块电极。在1804处， 该例子可包括形成用于耦合至基板的第一定子，包括形成用于在质量块的第一质量块电极 旁边延伸以形成第一电极对的第一定子电极。在1806处，该例子可包括形成用于耦合至基 板的第二定子，包括形成用于在质量块的第二质量块电极旁边延伸以形成第二电极对的第 二定子电极。根据例子，在1808处，质量块、第一定子和第二定子被形成为使得在质量块的 第一振动模式中，第一对的电极之间的距离与第二电极对的电极之间的距离成反比。
[0083] 在第一振动模式中，所述第一多个定子电极可被配置为移动远离所述第一多个定 子电极并移动远离锚，而所述第二多个定子电极可被配置为朝着所述第二多个定子电极并 朝着锚移动。
[0084] 质量块可被配置为相对于基板振动以使所述第一多个定子电极与所述第一多个 定子电极之间的距离变化，以及使所述第二多个定子电极与所述第二多个定子电极之间的 距离变化。
[0085] 当所述第二多个定子电极中最靠近锚的一个（如，1451)可与所述第二多个定子 电极中最靠近锚的一个（如，1452'）相距更大距离时，所述第一多个定子电极中最靠近锚 的一个（如，1452)与所述第一多个定子电极中最靠近锚的一个（如，1450)隔开一定距离。
[0086] 第一质量块电极1452和第一定子电极1450中的每一者可以是细长的。第一质量 块电极与第一定子电极之间的距离D14沿着每一者的长度L14可以是基本上恒定的。第二 质量块电极1452'和第二定子电极1451中的每一者可以是细长的。第二质量块电极与第 二定子电极之间的距离沿着每一者的长度是基本上恒定的。
[0087] 第一质量块电极、第二质量块电极、第一定子电极以及第二定子电极中的一者或 多者可以是弯曲的。所述电极中的每一者可围绕一条轴弯曲，质量块可被配置为在第二振 动模式中围绕该轴旋转。该轴可以是平面1422与平面1423之间的相交处。可通过从晶片 移除材料（诸如通过切割材料，诸如通过刻蚀）来将质量块成型为形状。所述成型可包括 深反应离子刻蚀。
[0088] 管芯1400可用于对运动进行感应。质量块的第一部分以及质量块的第二部分的 振动可被激发，使得第一部分和第二部分朝着相应的第一定子和第二定子一起移动并同步 地间隔开。可通过测量第一定子和第二定子的相应电容值的差分，来对管芯沿着一方向的 运动进行感应，该方向在质量块的第一部分与质量块的第二部分之间延伸。第一质量块电 极1452可朝着第一定子1430的第一定子电极1450移动，而第二部分1456可包括移动远 离第二定子的第二定子电极1451的第二质量块电极1452'。对运动进行感应可包括对包 括第一质量块电极和第一定子电极的第一电极对的第一电容与包括第二质量块电极和第 二定子电极的第二电极对之间的差分进行感应。可将质量块在质量块的平面（如，与平面 1422和1423平行的平面）内旋转，而不改变第一定子和第二定子的相应电容值的测得差 分。旋转可在不改变第一电极对的电极之间的距离以及在不改变第二电极对的电极之间的 距离的情况下发生。
[0089] 图17示出根据一个实施例的制作低正交误差悬吊件的方法。在1702处，所述方 法包括刻蚀材料以限定锚。在1704处，所述方法包括刻蚀所述材料以限定在所述锚的一侧 耦合到锚的第一非线性悬吊构件。在1706处，所述方法包括刻蚀所述材料以限定第二非线 性悬吊构件，所述第二非线性悬吊构件在所述锚的相同的侧耦合到锚，所述第二非线性悬 吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的形状和位置。在1708 处，所述方法包括刻蚀所述材料以限定平面式的质量块，所述质量块至少部分地由所述第 一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬吊构件悬吊，使得所述质量块能够围绕所述锚旋转 并能够在平行于基板的平面中滑动。
[0090] 可能存在可选的方法，包括在其中刻蚀包括深反应离子刻蚀的方法。在一些可选 的方法中，第一非线性悬吊构件和第二非线性悬吊构件为第一组部件，包括刻蚀所述材料 以限定与所述第一组相反的第二组非线性悬吊构件。一些可选的方法包括：刻蚀用于将锚 耦合到质量块的第三组非线性悬吊构件，以及刻蚀用于将锚耦合到质量块的第四组非线性 悬吊构件，其中所述第三组和第四组具有与所述第一组和第二组相似的要素且由垂直于第 一锚二等分面的第二锚二等分面二等分。
[0091] 附加说明
[0092] 本文档的主题能够使用若干实例来描述。实例1包括一种用于对运动进行感应的 微机电系统管芯，包括：固定部分；耦合到所述固定部分的锚；在所述锚的一侧耦合到所述 锚的第一非线性悬吊构件；在所述锚的同一侧耦合到所述锚的第二非线性悬吊构件，所述 第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的形状 和位置；以及平面式的质量块，所述质量块至少部分地由所述第一非线性悬吊构件和所述 第二非线性悬吊构件悬吊，使得所述质量块能够围绕所述锚旋转并能够在平行于所述固定 部分的平面中滑动。
[0093] 实例2包括实例1的主题，其中第一非线性悬吊构件为C形。
[0094] 实例3包括实例2的主题，其中所述C形包括耦合到所述锚并且朝向所述锚二等 分面延伸的内部部分，以及具有近侧部分和远侧部分的中心部分，其中所述近侧部分耦合 到所述内部部分，所述远侧部分沿所述锚二等分面延伸远离所述锚，且耦合到延伸远离所 述锚二等分面的外部部分。
[0095] 实例4包括实例3的主题，其中所述第一非线性悬吊构件的所述外部部分具有耦 合到所述第一非线性悬吊构件的所述中心部分的近侧部分，以及延伸远离所述锚二等分面 的远侧部分；所述第一非线性悬吊构件的第四部分，在其近侧部分处耦合到所述外部部分 的所述远侧部分，并朝向所述锚延伸至所述第四部分的远侧部分，所述第四部分的远侧部 分耦合到所述第一非线性悬吊构件的朝向所述锚二等分面延伸的第五部分。
[0096] 实例5包括实例3-4中任一者的主题，其中内部部分和外部部分是线性且平行的。
[0097] 实例6包括实例5的主题，其中中心部分垂直于内部部分和外部部分。
[0098] 实例7包括实例3-6中任一者的主题，其中中心部分平行于锚二等分面。
[0099] 实例8包括实例1-7中任一者的主题，其中锚、第一非线性悬吊构件、第二非线性 悬吊构件以及质量块由单片式材料形成。
[0100] 实例9包括实例8的主题，其中固定部分包括与锚、第一非线性悬吊构件、第二非 线性悬吊构件以及质量块的单片式材料不同的固定单片式材料。
[0101] 实例1〇包括实例1-9中任一者的主题，其中固定部分包括与锚、第一非线性悬吊 构件、第二非线性悬吊构件以及质量块的单片式材料相同的固定单片式材料。
[0102] 实例11包括实例1-10中任一者的主题，其中管芯为薄片形，第一非线性悬吊构 件和第二非线性悬吊构件中的每一者均具有大体上矩形的横截面，该横截面的高度小于宽 度。
[0103] 实例12包括一种方法，包括：刻蚀材料以限定锚；刻蚀所述材料以限定在所述锚 的一侧耦合到锚的第一非线性悬吊构件；刻蚀所述材料以限定在所述锚的同一侧耦合到所 述锚的第二非线性悬吊构件，所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关 于锚二等分面成镜像关系的形状和位置；以及刻蚀所述材料以限定平面式的质量块，所述 质量块至少部分地由所述第一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬吊构件悬吊，使得所述 质量块能够围绕所述锚旋转并能够在平行于基板的平面中滑动。
[0104] 实例13包括实例12的主题，其中刻蚀包括深反应离子刻蚀。
[0105] 实例14包括实例12-13中任一者的主题，其中第一非线性悬吊构件和第二非线性 悬吊构件为第一组部件，包括刻蚀所述材料以限定与所述第一组相反的第二组非线性悬吊 构件。
[0106] 实例15包括实例14的主题，包括刻蚀用于将锚耦合到质量块的第三组非线性悬 吊构件，以及刻蚀用于将锚耦合到质量块的第四组非线性悬吊构件，其中所述第三组和第 四组具有与所述第一组和第二组相似的要素且由垂直于第一锚二等分面的第二锚二等分 面二等分。
[0107] 实例16可包括前述实例的任一者，其中微机电管芯对运动进行感应。该实例可包 括基板。该实例可包括在锚处耦合至基板的质量块。质量块可包括能够相对于锚移动的第 一部分，该第一部分包括第一质量块电极。该实例可包括质量块的相对于锚与第一部分相 对的第二部分，所述第二部分能够相对于锚和第一部分移动，第二部分包括第二质量块电 极。该实例可包括耦合至基板并包括第一定子电极的第一定子，所述第一定子电极在质量 块的第一部分的第一质量块电极旁边延伸以形成第一电极对。该实例可包括耦合至基板并 包括第二定子电极的第二定子，所述第二定子电极与第一定子电极相对并且在质量块的第 二部分的第二质量块电极旁边延伸以形成第二电极对。根据这些实例，在第一振动模式中， 其中质量块的第一部分移动远离质量块的第二部分，质量块、第一定子电极和第二定子电 极被布置为使得第一电极对的电极之间的距离与第二电极对的电极之间的距离成反比。
[0108] 实例17可包括前述实例的任一者，其中质量块的第一质量块电极在锚的另一边 与质量块的第二质量块电极相对，并且其中第一定子电极在锚的另一边与第二锚固电极相 对而稱合至基板。
[0109] 实例18可包括前述实例的任一者，其中质量块的第一部分在锚的另一边与质量 块的第二部分对称，并且第一定子在锚的另一边相对于第二定子不对称。
[0110] 实例19可包括前述实例的任一者，其中第一电极对包括第一电容器，并且第二电 极对包括第二电容器。
[0111] 实例20可包括前述实例的任一者，其中第一质量块电极和第一定子电极中的每 一者是细长的，且第一质量块电极与第一定子电极之间的距离沿着每一者的长度基本上恒 定。
[0112] 实例21可包括前述实例的任一者，其中第二质量块电极和第二定子电极中的每 一者是细长的，且第二质量块电极与第二定子电极之间的距离沿着每一者的长度基本上恒 定。
[0113] 实例22可包括前述实例的任一者，其中质量块在锚的第一侧上限定第一开口，质 量块的第一部分可移动地稱合在第一开口中，包括第一质量块电极的第一多个质量块电极 延伸进所述开口中且彼此间隔开。在该实例中，质量块可在锚的第二侧上限定第二开口，第 二部分耦合在第二开口中，包括第二质量块电极的第二多个质量块电极延伸进所述开口中 且彼此间隔开。
[0114] 实例23可包括前述实例的任一者，其中第一定子电极是第一多个定子电极中的 一个，所述第一多个定子电极与所述第一多个质量块电极中的相应电极交错接合且成对以 形成第一电极对；并且其中第二定子电极是第二多个定子电极中的一个，所述第二多个定 子电极与所述第二多个定子电极中的相应电极交错接合且成对以形成第二电极对。
[0115] 实例24可包括前述实例的任一者，其中，在第一振动模式中，所述第一多个定子 电极被构造为移动远离所述第一多个定子电极以及远离锚，而所述第二多个定子电极被构 造为朝着所述第二多个定子电极以及朝着锚移动。
[0116] 实例25可包括前述实例的任一者，其中质量块被构造为关于基板振动以使所述 第一多个定子电极与所述第一多个定子电极之间的距离变化以及使所述第二多个定子电 极与所述第二多个定子电极之间的距离变化，在所述第二多个定子电极中最接近锚的一者 与所述第二多个定子电极中最接近锚的一者相距更大距离时，所述第一多个定子电极中最 接近锚的一者与所述第一多个定子电极中最接近锚的一者相距一距离。
[0117] 实例26可包括前述实例的任一者，其中第一质量块电极、第二质量块电极、第一 定子电极以及第二定子电极是弯曲的，其中电极中的每一者围绕一轴弯曲，质量块被构造 为在第二振动模式中围绕该轴旋转。
[0118] 实例27可包括前述实例的任一者并且可包括形成质量块,包括形成用于将质量 块耦合至基板的锚。该实例可包括在锚的第一侧上形成第一部分，该第一部分可相对于锚 移动并且包括第一质量块电极。该实例可包括在锚的与第一侧相对的第二侧上形成第二部 分，该第二部分包括第二质量块电极。该实例可包括形成用于耦合至基板的第一定子，包括 形成用于在质量块的第一质量块电极旁边延伸以形成第一电极对的第一定子电极。该实例 可包括形成用于耦合至基板的第二定子，包括形成用于在质量块的第二质量块电极旁边延 伸以形成第二电极对的第二定子电极。根据该实例，质量块、第一定子和第二定子被形成为 使得在质量块的第一振动模式中，第一对的电极之间的距离与第二电极对的电极之间的距 离成反比。
[0119] 实例28可包括前述实例的任一者，其中所述形成包括深反应离子刻蚀。
[0120] 实例29可包括前述实例的任一者，其中形成第一质量块电极、形成第二质量块电 极、形成第一定子电极以及形成第二定子电极包括以一定曲率来形成每一者，其中每一者 围绕一轴弯曲，质量块在第二振动模式中围绕该轴旋转。
[0121] 实例30可包括前述实例的任一者，包括用第一电极对来形成第一电容器，并且用 第二电极对来形成第二电容器。
[0122] 实例31可包括前述实例的任一者，其中形成第一质量块电极和第一定子电极包 括在它们之间形成沿着第一电极对的长度基本上恒定的第一距离，并且形成第二质量块电 极和第二定子电极包括在它们之间形成沿着第二电极对的长度基本上恒定的第二距离。
[0123] 实例32可包括前述实例的任一者，包括一种使用微机电管芯来对运动进行感应 的方法，包括。该实例可包括激发质量块的第一部分以及质量块的第二部分的振动，使得第 一部分和第二部分朝着相应的第一定子和第二定子一起移动并同步地间隔开。该实例可包 括通过测量第一定子和第二定子的相应电容值的差分，来对管芯沿着一方向的运动进行感 应，该方向在质量块的第一部分与质量块的第二部分之间延伸。
[0124] 实例33可包括前述实例的任一者，其中第一部分包括朝着第一定子的第一定子 电极移动的第一质量块电极，而第二部分包括移动远离第二定子的第二定子电极的第二质 量块电极。
[0125] 实例34可包括前述实例的任一者，其中对运动进行感应包括对包括第一质量块 电极和第一定子电极的第一电极对的第一电容与包括第二质量块电极和第二定子电极的 第二电极对之间的差分进行感应。
[0126] 实例35可包括前述实例的任一者，包括将质量块在所述质量块的平面内旋转，而 不改变第一定子和第二定子的相应电容值的测得差分。
[0127] 实例36可包括前述实例的任一者，包括在不改变第一电极对的电极之间的距离 以及在不改变第二电极对的电极之间的距离的情况下将质量块在所述质量块的平面内旋 转。
[0128] 实例37可包括前述实例的任一者，包括对运动进行感应的微机电管芯。该实例可 包括固定部分。该实例可包括耦合至固定部分的锚。该实例可包括在锚的第一侧上耦合至 锚的第一非线性悬吊构件。该实例可包括在锚的第一侧上耦合至锚的第二非线性悬吊构 件，该第二非线性悬吊构件具有与第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的形状 和位置。根据该实例，第一非线性悬吊构件和第二非线性悬吊构件是微机电管芯的内环架 的一部分。该实例可包括平面式的质量块，所述质量块由设置在锚的第一侧上的第一悬吊 构件以及设置在锚的与第一侧相对的第二侧上的第二悬吊构件悬吊，管芯限定沿着锚的第 一侧延伸的第一间隙以及沿着锚的与第一侧相对的第二侧延伸的第二间隙，第一间隙和第 二间隙中的每一者在内环架与所述质量块之间延伸，其中内环架至少部分地由第一非线性 悬吊构件和第二非线性悬吊构件支撑，使得所述质量块能够围绕所述锚旋转并能够在平行 于所述固定部分的平面中滑动。
[0129] 实例38可包括前述实例的任一者，其中第一间隙从第一悬吊构件延伸至第二悬 吊构件，并且第二间隙从第一悬吊构件延伸至第二悬吊构件。
[0130] 实例39可包括前述实例的任一者，其中第一间隙和第二间隙为C形，第一 C形限 定朝着第二C形的第二开口敞开的第一开口。
[0131] 实例40可包括前述实例的任一者，其中第一间隙限定第一垂直挠曲部和第二垂 直挠曲部，并且第二间隙限定第三垂直挠曲部和第四垂直挠曲部。
[0132] 实例41可包括前述实例的任一者，其中第一、第二、第三和第四垂直挠曲部中的 每一者是细长的，其长度比宽度长，且每个相应的长度延伸远离相应的悬吊构件。
[0133] 实例42可包括前述实例的任一者，其中每个相应的长度延伸远离锚二等分面。
[0134] 实例43可包括前述实例的任一者，其中第一 C形包括第一端部分和第二端部分， 中心部分在所述第一端部分与所述第二端部分之间延伸。
[0135] 实例44可包括前述实例的任一者，其中第一端部分和第二端部分垂直于中心部 分。
[0136] 实例45可包括前述实例的任一者，其中第一倾斜部分在第一端部分与中心部分 之间延伸，并且第二倾斜部分在第二端部分与中心部分之间延伸。
[0137] 实例46可包括前述实例的任一者，其中第一间隙为第二间隙的镜像形状，并且第 一间隙沿着锚二等分面成镜像。
[0138] 实例47可包括一种方法，包括形成一种材料以限定内环架，该内环架与锚耦合以 锚固至基板上。该实例可包括形成所述材料以限定在所述锚的第一侧上耦合到锚的第一非 线性悬吊构件。该实例可包括形成所述材料以限定在所述锚的第一侧上耦合到锚的第二非 线性悬吊构件，所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面 成镜像关系的形状和位置。该实例可包括形成所述材料以限定平面式的质量块，所述质量 块由设置在锚的第一侧上的第一悬吊构件以及设置在锚的与第一侧相对的第二侧上的第 二悬吊构件悬吊，第一间隙沿着锚的第一侧延伸且第二间隙沿着锚的与第一侧相对的第二 侧延伸，第一间隙和第二间隙中的每一者在质量块与内环架之间延伸。
[0139] 实例48可包括前述实例的任一者，其中所述形成包括深反应离子刻蚀。
[0140] 实例49可包括前述实例的任一者，其中第一非线性悬吊构件和第二非线性悬吊 构件为第一组部件，包括刻蚀所述材料以限定与所述第一组相反的第二组非线性悬吊构 件。
[0141] 实例50可包括刻蚀用于将锚耦合到质量块的第三组非线性悬吊构件，以及刻蚀 用于将锚耦合到质量块的第四组非线性悬吊构件，其中所述第三组和第四组具有与所述第 一组和第二组相似的要素且由垂直于第一锚二等分面的第二锚二等分面二等分。
[0142] 实例51可包括前述实例的任一者，其中刻蚀第一间隙和第二间隙包括将每一者 成型为C形，且第一间隙的第一 C形朝着第二间隙的第二C形敞开。
[0143] 实例52可包括一种使用微机电管芯对运动进行感应的方法，包括将质量块相对 于经由锚耦合至基板的内环架旋转。该实例可包括使第一非线性悬吊构件变形，该第一非 线性悬吊构件在质量块平面的面外、在质量块上方将所述质量块耦合至锚的第一侧。该实 例可包括使第二非线性悬吊构件变形，该第二非线性悬吊构件在质量块平面的面外在所述 质量块平面的相对的第一侧上、在质量块下方将所述质量块耦合至锚的第一侧。该实例可 包括使支撑质量块且设置在锚的第一侧上的第一悬吊构件变形，以及使设置在锚的与第一 侧相对的第二侧上的第二悬吊构件变形，管芯限定沿着锚的第一侧延伸的第一间隙以及沿 着锚的与第一侧相对的第二侧延伸的第二间隙，第一间隙和第二间隙中的每一者在内环架 与质量块之间延伸。
[0144] 实例53可包括前述实例的任一者，其中使支撑质量块且设置在锚的第一侧上的 第一悬吊构件变形，以及使设置在锚的与第一侧相对的第二侧上的第二悬吊构件变形，包 括使各自均由第一间隙限定的第一垂直挠曲部和第二垂直挠曲部以及各自均由第二间隙 限定的第三垂直挠曲部和第四垂直挠曲部变形。
[0145] 实例54可包括前述实例的任一者，其中在旋转循环的第一半期间，使第一垂直挠 曲部和第二垂直挠曲部变形远离锚，且使第三垂直挠曲部和第四垂直挠曲部朝着锚变形， 并且在旋转循环的第二半期间，使第一垂直挠曲部和第二垂直挠曲部朝着锚变形，且使第 三垂直挠曲部和第四垂直挠曲部变形远离锚。
[0146] 实例55可包括前述实例的任一者，其中使挠曲部变形包括弯曲。
[0147] 实例56可包括前述实例的任一者，其中锚二等分面将锚垂直地二等分，并且在第 一非线性悬吊构件与第二非线性悬吊构件之间及第一悬吊构件与第二悬吊构件之间通过。
[0148] 上述详细说明书参照了附图，附图也是所述详细说明书的一部分。附图以图解的 方式显示了可应用本发明的具体实施例。这些实施例在本文中被称作"实例"。本文所涉及 的所有出版物、专利及专利文件全部作为本文的参考内容，尽管它们是分别加以参考的。如 果本文与参考文件之间存在用途差异，则将参考文件的用途视作本文的用途的补充，若两 者之间存在不可调和的差异，则以本文的用途为准。
[0149] 在本文中，与专利文件通常使用的一样，术语"一"或"某一"表示包括一个或多个， 但其他情况或在使用"至少一个"或"一个或多个"时应除外。在本文中，除非另外指明，否 则使用术语"或"指无排他性的或者，使得"A或B"包括："A但不是B"、"B但不是A"以及 "A和B"。在所附权利要求中，术语"包含"和"在其中"等同于各个术语"包括"和"其中" 的通俗英语。同样，在本文中，术语"包含"和"包括"是开放性的，即，系统、器件、物品或步 骤包括除了权利要求中这种术语之后所列出的那些部件以外的部件的，依然视为落在该条 权利要求的范围之内。而且，在下面的权利要求中，术语"第一"、"第二"和"第三"等仅仅 用作标签，并非对对象有数量要求。上述说明的作用在于解说而非限制。在其他实例中，可 以相互结合地使用上述实例（或其一个或多个方面）。可以在理解上述说明书的基础上，利 用现有技术的某种常规技术来执行其他实施例。
[0150] 根据专利实施细则37C. F. R. § 1. 72(b)提供说明书摘要从而允许读者快速确定 技术公开的实质。说明书摘要的提交不旨在用于解释或限制权利要求的范围和含义。同样， 在上面的【具体实施方式】中，各种特征可归类成将本公开合理化。这不应理解成未要求的公 开特征对任何权利要求必不可少。相反，本发明的主题可在于的特征少于特定公开的实施 例的所有特征。因此，下面的权利要求据此并入【具体实施方式】中，每个权利要求均作为一个 单独的实施例，并且可设想到这些实施例可以在各种组合或排列中彼此结合。应参看所附 的权利要求，以及这些权利要求所享有的等同物的所有范围，来确定本申请的范围。
【权利要求】
1. 一种用于对运动进行感应的微机电管芯，包括： 固定部分； 锚，其耦合至所述固定部分； 第一非线性悬吊构件，其在所述锚的第一侧上耦合至所述锚； 第二非线性悬吊构件，其在所述锚的所述第一侧上耦合至所述锚，所述第二非线性悬 吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的形状和位置，其中所 述第一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬吊构件是所述微机电管芯的内环架的一部分； 以及 平面状的质量块，所述质量块由设置在所述锚的第一侧上的第一悬吊构件以及设置在 所述锚的与所述第一侧相对的第二侧上的第二悬吊构件悬吊，所述管芯限定沿着所述锚的 第一侧延伸的第一间隙以及沿着所述锚的与所述第一侧相对的第二侧延伸的第二间隙，所 述第一间隙和所述第二间隙中的每一者在所述内环架与所述质量块之间延伸， 其中所述内环架至少部分地由所述第一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬吊构件 支撑，使得所述质量块能够围绕所述锚旋转并能够在平行于所述固定部分的平面中滑动。
2. 根据权利要求1所述的管芯，其中所述第一间隙从所述第一悬吊构件延伸至所述第 二悬吊构件，并且所述第二间隙从所述第一悬吊构件延伸至所述第二悬吊构件。
3. 根据权利要求1所述的管芯，其中所述第一间隙和所述第二间隙为C形，第一 C形限 定朝着第二C形的第二开口敞开的第一开口。
4. 根据权利要求3所述的管芯，其中所述第一间隙限定第一垂直挠曲部和第二垂直挠 曲部，并且所述第二间隙限定第三垂直挠曲部和第四垂直挠曲部。
5. 根据权利要求4所述的管芯，其中所述第一、第二、第三和第四垂直挠曲部中的每一 者是细长的，其长度比宽度长，且每个相应的长度延伸远离相应的悬吊构件。
6. 根据权利要求4所述的管芯，其中每个相应的长度延伸远离所述锚二等分面。
7. 根据权利要求3所述的管芯，其中所述第一C形包括第一端部分和第二端部分，中心 部分在所述第一端部分与所述第二端部分之间延伸。
8. 根据权利要求7所述的管芯，其中所述第一端部分和所述第二端部分垂直于所述中 心部分。
9. 根据权利要求7所述的管芯，其中第一倾斜部分在所述第一端部分与所述中心部分 之间延伸，并且第二倾斜部分在所述第二端部分与所述中心部分之间延伸。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的管芯，其中所述第一间隙为所述第二间隙的镜 像形状，并且所述第一间隙沿着所述锚二等分面成镜像。
11. 一种方法，包括： 形成一种材料以限定内环架，所述内环架与锚耦合以锚固至基板上； 形成所述材料以限定在所述锚的第一侧上耦合至所述锚的第一非线性悬吊构件； 形成所述材料以限定在所述锚的所述第一侧上耦合至所述锚的第二非线性悬吊构件， 所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的 形状和位置；以及 形成所述材料以限定平面式的质量块，所述质量块由设置在所述锚的第一侧上的第一 悬吊构件以及设置在所述锚的与所述第一侧相对的第二侧上的第二悬吊构件悬吊，第一间 隙沿着所述锚的第一侧延伸且第二间隙沿着所述锚的与所述第一侧相对的第二侧延伸，所 述第一间隙和所述第二间隙中的每一者在所述质量块与所述内环架之间延伸。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中形成包括深反应离子刻蚀。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬 吊构件为第一组部件，包括刻蚀所述材料以限定与所述第一组相反的第二组非线性悬吊构 件。
14. 根据权利要求13所述的方法，包括刻蚀用于将所述锚耦合到所述质量块的第三组 非线性悬吊构件，以及刻蚀用于将所述锚耦合到所述质量块的第四组非线性悬吊构件，其 中所述第三组和所述第四组具有与所述第一组和所述第二组相似的要素并且由垂直于第 一锚二等分面的第二锚二等分面二等分。
15. 根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其中刻蚀所述第一间隙和所述第二间 隙包括将每一者成型为C形，且所述第一间隙的第一 C形朝着所述第二间隙的第二C形敞 开。
【文档编号】G01C19/56GK104220840SQ201380007588
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2012年2月1日
【发明者】C·阿卡 申请人:快捷半导体公司