惯性传感器的制作方法

本技术涉及传感器，尤其涉及一种惯性传感器。

背景技术：

1、微机电系统(mems，micro-electro-mechanical system)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的装置。微机电系统是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。

2、惯性传感器，例如加速度计，是mems传感器的重要组成，广泛应用于诸如消费类电子产品，手机、无线耳机等产品；汽车、大型机械等工业应用以及车规级应用；导弹、飞行器等军用以及航空航天；主要实现物体运动加速度测量，从而完成导航、姿态控制以及动作感应等。惯性传感器包括了微米级别尺寸的可动结构，例如梳齿状的结构、细长的梁结构，在跌落或者碰撞的过程中，容易造成应力集中的效应，可能会导致器件内部结构的断裂，从而导致器件失效。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种惯性传感器，能够阻止或者减缓器件惯性传感器的可动质量块与其余器件在z轴方向上的接触或者碰撞，从而起到了止挡效果，具体方案如下：

2、一种惯性传感器，包括可动质量块，附接元件以及止挡元件；

3、所述止挡元件位于所述附接元件与所述可动质量块之间，并且，在所述可动质量块的宽度方向上，所述止挡元件的一侧通过第一扭转梁元件与所述附接元件连接，另一侧通过第二扭转梁元件与所述可动质量块连接；

4、当所述可动质量块沿所述可动质量块的厚度方向发生偏转时，带动所述止挡元件在厚度方向发生偏转。

5、进一步地，在所述可动质量块的宽度方向上，所述可动质量块包括相对应的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端可沿所述可动质量块的所述厚度方向发生偏转，所述第一端与所述第二端的偏转方向相反；

6、在所述可动质量块的长度方向上，所述止挡元件具有相对应的第三端以及第四端，所述第一扭转梁元件靠近所述第三端，所述第二扭转梁元件靠近所述第四端，当所述第一端在所述厚度方向上偏转时，带动所述止挡元件的所述第三端以及所述第四端沿所述厚度方向上发生偏转，所述第三端与所述第四端的偏转方向相反。

7、进一步地，所述可动质量块具有沿长度方向延伸的镂空区域，所述镂空区域内设置有锚点，在所述长度方向上，所述锚点的两端分别通过梁结构与所述可动质量块连接。

8、进一步地，所述第一端到所述镂空区域的距离大于所述第二端到所述镂空区域的距离，所述可动质量块包括与所述第一端对应的第一质量单元以及与所述第二端对应的第二质量单元，所述第一质量单元的质量大于所述第二质量单元的质量。

9、进一步地，所述可动质量块上设置有容纳部，所述第二扭转梁元件位于容纳部内。

10、进一步地，所述第一扭转梁元件靠近第三端，所述第二扭转梁元件靠近所述第四端；

11、所述止挡元件上包括与所述第一扭转梁元件连接的第一位置，以及，与所述第二扭转梁元件连接的第二位置，所述第一位置与所述第二位置之间的距离为第一长度，所述第二位置与所述第四端之间的距离为第二长度，所述第一长度与所述第二长度之间的比值满足预设范围。

12、进一步地，所述预设范围为0.5～2。

13、进一步地，所述惯性传感器仅包括一个附接元件以及一个止挡元件。

14、进一步地，所述第一扭转梁元件和所述第二扭转梁元件均为弯折结构，并且所述第一扭转梁元件和所述第二扭转梁元件的弯折方向相同。

15、进一步地，所述弯折方向为所述可动质量块的长度方向或者所述可动质量块的宽度方向。

16、进一步地，所述惯性传感器至少包括两组止挡结构，其中，每一组所述止挡结构均包括一个所述附接元件，一个所述止挡元件，一个所述第一扭转梁元件以及一个所述第二扭转梁元件；

17、所述至少两组所述止挡结构的所述止挡元件间隔设置。

18、进一步地，所述惯性传感器包括两组止挡结构，在所述可动质量块的宽度方向上，两组所述止挡结构对称分布。

19、进一步地，第一扭转梁元件和第二扭转梁元件均为弯折结构，并且同一组止挡结构的第一扭转梁元件和第二扭转梁元件的弯折方向相同。

20、在本实用新型中，止挡元件位于附接元件与所述可动质量块之间，并且，在可动质量块的宽度方向上，止挡元件的一侧通过第一扭转梁元件与附接元件连接，另一侧通过第二扭转梁元件与可动质量块连接，当可动质量块沿可动质量块的厚度方向发生偏转时，带动止挡元件在厚度方向发生偏转，在偏转过程中，第一扭转梁元件和第二扭转梁元件对止挡元件的拉力是相反的，从而使得止挡元件的偏转距离大于可动质量块的偏转距离，从而止挡元件先与器件可动结构碰撞，从而在碰触产生一定作用力使得止挡元件朝远离器件的方向运动，这时会通过第二扭转梁元件向可动质量块施加一个远离器件方向运动的拉力，从而阻止或者减缓器件可动质量块部分的碰撞，从而起到了止挡效果。

技术特征：

1.一种惯性传感器，其特征在于，包括可动质量块(10a)，附接元件(1)以及止挡元件(13)；

2.如权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，在所述可动质量块(10a)的宽度方向(y)上，所述可动质量块包括相对应的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端可沿所述可动质量块(10a)的所述厚度方向(z)发生偏转，所述第一端与所述第二端的偏转方向相反；

3.如权利要求2所述的惯性传感器，其特征在于，所述可动质量块(10a)具有沿长度方向(x)延伸的镂空区域(18)，所述镂空区域(18)内设置有锚点(15)，在所述长度方向(x)上，所述锚点(15)的两端分别通过梁结构(14)与所述可动质量块(10a)连接。

4.如权利要求3所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一端到所述镂空区域(18)的距离大于所述第二端到所述镂空区域(18)的距离，所述可动质量块(10a)包括与所述第一端对应的第一质量单元(17a)以及与所述第二端对应的第二质量单元(17b)，所述第一质量单元(17a)的质量大于所述第二质量单元(17b)的质量。

5.如权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述可动质量块(10a)上设置有容纳部(19)，所述第二扭转梁元件(12)位于容纳部(19)内。

6.如权利要求2所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一扭转梁元件(11)靠近第三端，所述第二扭转梁元件(12)靠近所述第四端；

7.如权利要求6所述的惯性传感器，其特征在于，所述预设范围为0.5～2。

8.如权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述惯性传感器仅包括一个附接元件(1)以及一个止挡元件(13)。

9.如权利要求8所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一扭转梁元件(11)和所述第二扭转梁元件(12)均为弯折结构，并且所述第一扭转梁元件(11)和所述第二扭转梁元件(12)的弯折方向相同。

10.如权利要求9所述的惯性传感器，其特征在于，所述弯折方向为所述可动质量块(10a)的长度方向(x)或者所述可动质量块(10a)的宽度方向(y)。

11.如权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述惯性传感器包括至少两组止挡结构，其中，每一组所述止挡结构均包括一个所述附接元件(1)，一个所述止挡元件(13)，一个所述第一扭转梁元件(11)以及一个所述第二扭转梁元件(12)；

12.如权利要求11所述的惯性传感器，其特征在于，所述惯性传感器包括两组止挡结构，在所述可动质量块(10a)的宽度方向(y)上，两组所述止挡结构对称分布。

13.如权利要求11所述的惯性传感器，其特征在于，第一扭转梁元件(11)和第二扭转梁元件(12)均为弯折结构，并且同一组止挡结构的第一扭转梁元件(11)和第二扭转梁元件(12)的弯折方向相同。

技术总结
本技术公开了一种惯性传感器，包括可动质量块，附接元件以及止挡元件；止挡元件位于附接元件与可动质量块之间，并且，在可动质量块的宽度方向上，止挡元件的一侧通过第一扭转梁元件与附接元件连接，另一侧通过第二扭转梁元件与可动质量块连接；当可动质量块沿可动质量块的厚度方向发生偏转时，带动止挡元件在厚度方向发生偏转，能够阻止或者减缓器件可动质量块部分的碰撞，从而起到了止挡效果。

技术研发人员：安力佳
受保护的技术使用者：苏州敏芯微电子技术股份有限公司
技术研发日：20230301
技术公布日：2024/1/12