(57)【要約】【課題】加速度計組立体のプルーフマスへの力および／またはひずみの影響を低減することによって、加速度計組立体での加速度測定におけるヒステリシスを低減することができる技法および装置を提供する。【解決手段】本明細書で開示する加速度計を製造する技法は、加速度計を第１の固定子と第２の固定子との間に配置するステップを含み、加速度計は複数の要素を備える。いくつかの例では、複数の要素は、プルーフマスと、平面を画定し、プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、プルーフマスを支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャと、フレクシャと支持構造体の外側との間に配置され、分離可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドを備える複数の隆起パッドとを含む。本明細書で開示する加速度計を製造する技法はさらに、第１の固定子と第２の固定子を加速度計上で圧縮するステップと、第１の固定子と第２の固定子に腹巻体を取り付けるステップと、少なくとも１つの隆起パッドを分離するステップとを含む。【選択図】図１
2016017962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プルーフマスと、
前記プルーフマスを取り囲み、平面を画定し、前記プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、
前記プルーフマスを前記支持構造体に接続するフレクシャであって、前記プルーフマスが前記支持構造体によって画定される前記平面周りで動くことを可能にするフレクシャと、
少なくとも１つの隆起パッドが前記フレクシャと前記支持構造体の外側との間に配置され、前記少なくとも１つの隆起パッドが分離することができるように構成される、複数の隆起パッドと
を備え、
モノリシックな材料から構成される装置。
【請求項２】
前記複数の隆起パッドの各隆起パッドがさらに、前記支持構造体に接続される２つのパッドフレクシャを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
加速度計を製造する方法であって、
フォトレジストで材料をマスキングし、複数の要素を画定するステップであって、前記複数の要素が、
プルーフマスと、
平面を画定し、前記プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、
前記プルーフマスを前記支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャと、
前記支持構造体に配置され、かつ前記プルーフマスの前記フレクシャと前記支持構造体の外側との間に配置され、分離可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドを備える複数の隆起パッドと
を備える、ステップと、
前記材料を加工して、前記材料の上に複数の要素を形成するステップと
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は加速度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]加速度計は、慣性力を受けるプルーフマスの変位を検出することによって機能する。例えば、加速度計組立体は、静電容量ピックオフシステムによってプルーフマスの変位を検出することができる。この例では、キャパシタ板はプルーフマスの上面に付けられる場合があり、また同様なキャパシタがプルーフマスの下面に付けられる場合がある。キャパシタ板は、上下の固定子の内側を向く面と協働して静電容量ピックオフシステムを実現する。さらに、力再平衡システムを用いてプルーフマスの変位を検出することができ、この場合は、力再平衡コイルを有するコイル体がプルーフマスの両側に取り付けられる。力再平衡コイルは、上下の固定子の永久磁石および適切なフィードバック回路と協働して、支持構造体に対してプルーフマスを所定の位置（すなわち中立位置）に保持する。加速度計の下面の薄膜導線は、キャパシタピックオフ板と力再平衡コイルを電気的に接続する。加速度計組立体にかかる加速度は、プルーフマスを中立位置に維持するために、キャパシタ板に関する静電容量の変化、または力再平衡コイルの電流の増加に基づいて、電子装置によって決定することができる。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]本開示は一般に、加速度計組立体のプルーフマスへの力および／またはひずみの影響を低減することによって、加速度計組立体での加速度測定におけるヒステリシス（すなわち、中立位置に戻ることができないこと）を低減することができる技法および装置を対象とする。例えば、加速度計組立体のヒステリシスは、力および／または熱ひずみが加速度組立体に加わり、次いでそれらが除かれた後の加速度計組立体内のゆがみ、またはひずみの場合がある。加速度計組立体のひずみは、熱膨張係数が一致していないこと、また、負荷の下でエポキシで接着した接合部が非弾性的に振る舞うことよって、蓄積する場合がある。例えば、本開示の技法に従って構成された加速度計は、複数の隆起パッドを含むことができ、それらは、固定子および腹巻体のひずみを加速度計から分離するように構成することができる。１つの例では、プルーフマスのフレクシャと支持構造体の外側との間にパッドフレクシャを有する隆起パッドは、固定子の加熱および冷却によって生じる固定子の曲げからの力および／またはひずみを機械的に分離することができる。別の例では、加速度計組立体が組み立てられた後、プルーフマスのフレクシャと支持構造体の外側との間の隆起パッドを除去してプルーフマスのフレクシャを固定子部分から完全に分離することができる。
【０００４】
[0004]別の例では、本開示は加速度計組立体を製造する方法を対象としており、その方法は、加速度計を第１の固定子と第２の固定子との間に配置するステップであって、加速度計は複数の要素を備え、複数の要素は、プルーフマスと、平面を画定し、プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、プルーフマスを支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャと、フレクシャと支持構造体の外側との間に配置され、分離可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドを備える複数の隆起パッドとを含む、ステップと、第１の固定子と第２の固定子を加速度計上で圧縮するステップと、第１の固定子と第２の固定子に腹巻体を取り付けるステップと、少なくとも１つの隆起パッドを分離するステップとを備える。
【０００５】
[0005]別の例では、本開示は、プルーフマスと、プルーフマスを取り囲み、平面を画定し、プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、プルーフマスを支持構造体に接続するフレクシャであって、プルーフマスが支持構造体によって画定される平面周りで動くことを可能にするフレクシャと、少なくとも１つの隆起パッドがフレクシャと支持構造体の外側との間に配置され、少なくとも１つの隆起パッドは分離することができるように構成される、複数の隆起パッドとを備え、モノリシックな材料から構成される装置を対象とする。
【０００６】
[0006]１つの例では、本開示は加速度計を製造する方法を対象としており、その方法は、フォトレジストで材料をマスキングし、複数の要素を画定するステップであって、複数の要素は、プルーフマスと、平面を画定し、プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、プルーフマスを支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャと、支持構造体に配置され、かつプルーフマスのフレクシャと支持構造体の外側との間に配置され、分離可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドを備える複数の隆起パッドとを備える、ステップと、材料を加工して、材料の上に複数の要素を形成するステップとを備える。
【０００７】
[0007]本開示の１つまたは複数の例の詳細は、添付の図面と以下の説明で明らかにされる。本開示の他の特徴、目的、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】[0008]本明細書で説明する技法による加速度計の上面を示す概念図である。
【図２】[0009]本明細書で説明する技法による別の加速度計の上面を示すブロック図である。
【図３】[0010]本明細書で説明する技法による、加速度計を形成する工程における材料の例を示す図である。
【図４】[0011]図４Ａは、本明細書で説明する技法による、加速度計を形成する工程における材料の例を示す図である。
【０００９】
図４Ｂは、本明細書で説明する技法による、加速度計を形成する工程における材料の例を示す図である。
【図５】[0012]図５Ａは、本明細書で説明する技法による、加速度計を形成する工程における材料の例を示す図である。
【００１０】
図５Ｂは、本明細書で説明する技法による、加速度計を形成する工程における材料の例を示す図である。
【図６】[0013]組立中に力および／またはひずみが生じる、加速度計組立体の切欠き図を示す概念図である。
【図７】[0014]組み立てられ、隆起パッドが除去された後の加速度計組立体の切欠き図を示す概念図である。
【図８】[0015]本明細書で説明する技法による、加速度計を製造する作業の例を示すフローチャートである。
【図９】[0016]本明細書で説明する技法による、加速度計組立体を製造する作業の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0017]航法システムや測位システムは、加速度計の正確度に依拠して動作する。加速度計のヒステリシス（すなわち、中立位置に戻ることができないこと）によって、誤差がシステムの位置情報（location or positional information）に蓄積し、システムの動作を損ないかねない場合がある。加速度計組立体は、慣性座標系に対する加速度計自体の加速度を測定する。加速度計の上下に固定子（例えば、磁気構造体）を有する加速度計組立体は、静電容量ピックオフシステムを形成することができる。例えば、プルーフマスが加速度計組立体の加速度によって変位したとき、プルーフマスの上下にあるキャパシタ板の静電容量の変化を使って加速度計組立体はプルーフマスの変位を求めることができる。中立位置からのプルーフマスの変位量は、加速度計に生じる加速度の大きさに比例するものとなり得る。これに加えて、またはこれに代えて、加速度計の上下に固定子を有し、プルーフマスの両側に配置された力再平衡コイルを有する加速度計組立体は、力再平衡システムを形成することができる。例えば、加速度計組立体の加速度からの力はプルーフマスを変位させようとする。力再平衡コイルの電流は、ピックオフからの静電容量差をゼロに駆動することによってプルーフマスの中立位置を維持するようにサーボによって増加させられる。力再平衡コイルの電流が増加すると、プルーフマスの中立位置を維持するのに必要な反対向きの力が生じる。ここで、電流の増加は加えられた加速度に比例する。
【００１２】
[0018]いくつかの加速度計の正確度は、組立が理想的な状態で行われるかどうかに依存する場合がある。例えば、理想的な状態では、加速度計組立体の加速度計の材料（例えば、石英またはケイ素）および固定子は完全に平坦であり、組立中に固定子と加速度計が互いに圧縮されるときにひずみは生じない。しかしながら、通常の製造条件下では、加速度計の材料および固定子は一般に必ずしも完全に平坦ではない。言い換えれば、組立中、加速度計は固定子（例えば、金属磁性構造体）によって圧縮され、加速度計にはひずみが生じ、このひずみは、加速度計内のプルーフマスの位置を変える場合があり、これによって加速度計組立体にヒステリシスが生じる。さらに、加速度計組立体を形成するために加速度計および固定子が互いに圧縮された状態を保つように腹巻体が適用される場合があるので、圧縮力は加速度計に残ることになる。
【００１３】
[0019]いくつかの加速度計の正確度はまた、熱ひずみによって生じるヒステリシスおよびバイアス不安定性（すなわち、加速度計組立体の物理的構造の変化）によって制限される場合がある。例えば、バイアス不安定性は、加速度計組立体の組立工程、特に加熱および冷却工程において生じる場合があり、またバイアス不安定性は、加速度計のプルーフマス位置の変化および／または加速度計のプルーフマスと加速度計組立体の固定子との間の容量ギャップの変化を含む場合がある。例えば、加速度計の固定子、腹巻体、およびエポキシ材は、加速度計の材料とは異なる熱膨張係数を有する場合があり、固定子および腹巻体は、加速度計が加熱および／または冷却された後、加速度計に対して物理的構造を変える場合がある。
【００１４】
[0020]加速度計組立体の締付けから生じる圧縮力、および／または組立中での加速度計組立体の加熱および／または冷却によって生じる熱ひずみ（例えば、引張または圧縮力）は、加えられた加速度と区別がつかない場合がある。例えば、加速度計に加わった圧縮力は、加速度計のプルーフマスを変位させる場合があり、これは、加速度が生じていないにもかかわらず、加速度を示す場合がある。いくつかの例では、加速度計組立体の組立中での加熱および／または冷却で生じ解放された熱ひずみが、加速度計のプルーフマスを変位させる場合があり、またはプルーフマスと加速度計組立体の固定子との間の容量ギャップの距離を変化させる場合があり、これは、加速度が生じていないにもかかわらず、加速度を示す場合がある。他の例では、圧縮力および／または熱ひずみは、加速度計組立体の物理的な構造を永久的に変化させる場合があり、これは、加速度計のプルーフマスを変位させる場合があり、またはプルーフマスと加速度計組立体の固定子との間の容量ギャップの距離を変化させる場合があり、これは、加速度が生じていないにもかかわらず、加速度を示す場合がある。
【００１５】
[0021]組立中に加速度計組立体に生じる力および／またはひずみは、加速度計組立体の物理的な構造を永久的に変化させる場合がある。加速度計組立体の構築、安定化、および熱モデリングが完了した後には、大きな応力がゆっくりと解放されつつある場合、加速度計組立体の元のモデルは、もはや正確には加速度計組立体の挙動を表さないことがある。力および／またはひずみによって物理的な変化が生じるのを防ぐために、加速度によらないでプルーフマス位置および容量ギャップを変化させる場合がある、組立中に加速度計組立体に生じた力および／またはひずみによるヒステリシス（すなわち、加速度計がうまく中立位置に戻ることができないこと）を防いで最小限にすることができる技法および装置を本明細書で開示する。例えば、この開示の技法に従って構成される加速度計は、加速度計に複数の隆起パッドを含んで、プルーフマスを固定子から分離することができる。
【００１６】
[0022]いくつかの例では、組立中に固定子および腹巻体によって加速度計に加えられる力および／またはひずみを分離および最小限にするために、隆起パッドは、半径方向には薄く、周方向および垂直方向には撓みにくくなっているパッドフレクシャを有して構成することができる。いくつかの例では、複数の隆起パッドのうちの少なくとも１つは、その少なくとも１つの隆起パッドのパッドフレクシャを切り取ることによって除去可能なように構成することができる。いくつかの例では、除去可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドは、その少なくとも１つの隆起パッドがパッドフレクシャによって、組立中の力および／またはひずみを機械的に分離することを可能にする。いくつかの例では、除去可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドは、固定子がプルーフマスと加速度計組立体の固定子との間の容量ギャップを変えることを防ぐ。さらに、組立後に少なくとも１つの隆起パッドを除去することによって、プルーフマスは固定子からさらに分離され、プルーフマスを変位させる可能性のある固定子からの力および／またはひずみは低減される。組立中に複数の隆起パッドを用い、組立後に少なくとも１つの隆起パッドを分離される加速度計は、ヒステリシスが低減されることによって、組立後により正確な加速度測定ができる。本明細書で開示されるように、分離とは、ほとんど接触しない、または接触しないことを意味し、いくつかの例では、有意に取り除かれる、または除去されることを意味することを理解すべきである。
【００１７】
[0023]本開示の技法に従って構成される加速度計は、単一の材料で生成することができ、これによって、モノリシック（例えば単一材料）の加速度計は、膨張係数は同じであるので、組立中の加熱および冷却工程の影響を低減することができる。すなわち、このような加速度計は、従来の加速度計に比べて、バイアス不安定性を受けにくく、より安定にすることができる。さらに、本開示の組立の技法によって、組立体および他の材料からの力および／またはひずみを防ぐ必要性が著しく減少するので、より小さな形状およびより少ないコストで、より正確な加速度組立体が可能になる。
【００１８】
[0024]図１は、本明細書で説明する技法に従って構成される加速度計の上面を示す概念図である。図１の例では、加速度計１は、プルーフマス２、フレクシャ４Ａおよび４Ｂ、隆起パッド６Ａ〜６Ｄ、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈ、支持構造体１０、区域１２、ならびに溝１４を含む。
【００１９】
[0025]プルーフマス２は、加速度計１の加速度に応じて、支持構造体１０によって画定される平面の外へ動くように構成される。いくつかの例では、プルーフマス２は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、またはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料からなる。他の例では、プルーフマス２はケイ素材料からなる。いくつかの例では、プルーフマス２は、プルーフマス２の上下にＣ字型キャパシタ板（図示せず）を含むことができ、これは静電容量の中心となって、プルーフマス２が変位するときに固定子（図示せず）との容量ギャップの静電容量を増減させる。
【００２０】
[0026]フレクシャ４Ａおよび４Ｂ（まとめて「フレクシャ４」とする）は、プルーフマス２を支持構造体１０に可撓に接続し、プルーフマス２を支持構造体１０内に支持する。いくつかの例では、フレクシャ４は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、またはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料からなる。他の例では、フレクシャ４はケイ素材料からなる。いくつかの例では、フレクシャ４は、プルーフマス２が、加速度計１の加速度により、支持構造体１０によって画定される平面周りで動くことを可能にする。例えば、フレクシャ４は半径方向には撓みにくく、垂直方向には撓みやすくすることができ、フレクシャ４は、プルーフマス２が支持構造体１０によって画定される平面の外へ変位することを可能にすることができる。
【００２１】
[0027]隆起パッド６Ａ〜６Ｄはプルーフマス２を固定子（図示せず）から分離する。いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄの高さは、固定子とプルーフマス２との間の容量ギャップ（図示せず）を画定することができる。いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄの高さは、０．０１３ｍｍ（千分の０．５インチ）から０．０２５ｍｍ（千分の１インチ）の間とすることができる。いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは支持構造体１０の両側にあってもよい。いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、加速度計組立体の組立によって生じる固定子からの力および／またはひずみを受けることができる。
【００２２】
[0028]いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、またはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料からなる。他の例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄはケイ素材料からなる。いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、組立中に生じる力および／またはひずみからプルーフマス２を機械的に分離することを可能にする。本明細書で開示されるように、機械的に分離、または分離とは、ほとんど接触しない、または接触しないことを意味し、いくつかの例では、有意に取り除かれる、または除去されることを意味することを理解すべきである。例えば、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは、下記に説明するように、支持構造体１０と隆起パッド６Ａ〜６Ｄとの間を機械的に分離することができ、それによって、プルーフマス２と固定子（図示せず）との間を機械的に分離することができる。いくつかの例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは固定子（図示せず）に摩擦力を働かせて、加速度計組立体（図示せず）の組立中に固定子が移動したり滑ったりするのを防ぐことができる。
【００２３】
[0029]パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは、隆起パッド６Ａ〜６Ｄを支持構造体１０に可撓に接続し、隆起パッド６Ａ〜６Ｄを支持構造体１０内に支持する。いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、またはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料からなる。他の例では、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈはケイ素材料からなる。いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは、半径方向には薄く、周方向および垂直方向には撓みにくくなっており、これによって、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは支持構造体１０およびプルーフマス２を隆起パッド６Ａ〜６Ｄに生じたひずみから機械的に分離することができる。いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ｃ〜８Ｈの高さは、約０．７６２ｍｍ（千分の３０インチ）（例えば、０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ））とすることができる。いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂの高さは、隆起パッド６Ａの領域で必要な分離量に応じて、０．７６２ｍｍ（千分の３０インチ）と０．０２５ｍｍ（千分の１インチ）（例えば、０．７６２から０．０２５ｍｍ（０．０３０から０．００１インチ））の間で変えることができる。
【００２４】
[0030]いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂは除去可能に構成することができる。例えば、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは組立中にアクセス可能とすることができる。いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂはレーザトリミングで除去することができる。他の例では、パッドフレクシャは、切取りなど機械的な手段で除去することができる。いくつかの例では、隆起パッド６Ａが、支持構造体１０の外側で、隆起パッド６Ａ上の真上で、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂによって支持構造体１０に接続することができる場合には、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂは平刃のピンセットで除去する（例えば、折る）ことができる。
【００２５】
[0031]支持構造体１０は、フレクシャ４を通じてプルーフマス２を支持し、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈを通じて隆起パッド６Ａ〜６Ｄを支持し、支持構造体１０はまた、プルーフマス２を変位させる場合があるひずみを含む場合がある。いくつかの例では、支持構造体１０は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、またはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料からなる。他の例では、支持構造体１０はケイ素材料からなる。いくつかの例では、支持構造体１０は、プルーフマス２、フレクシャ４、およびパッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈもまた位置する平面を画定することができる。いくつかの例では、支持構造体１０は、加速度計１を形成するためにエッチングされた複数の要素を有するモノリシックな材料の一片である。いくつかの例では、支持構造体１０は、基本的に、石英またはケイ素からなる。図１に示す支持構造体１０は円形であるが、支持構造体１０は任意の形（例えば、正方形、長方形、楕円形等）とすることができることを企図している。
【００２６】
[0032]区域１２は支持構造体１０の一部分であり、除去可能に構成され、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂへのアクセスを可能にする。いくつかの例では、区域１２はレーザトリミングで除去することができる。いくつかの例では、区域１２によってパッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂを除去することができる。溝１４は、プルーフマス２が加速中に変位できるように構成される。いくつかの例では、溝１４は炭酸ガスレーザで切断される。
【００２７】
[0033]図１の例では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、プルーフマス２と支持構造体１０の外側との間に位置し、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈによって接続される。特に、隆起パッド６Ａは、支持構造体１０の外側とフレクシャ４との間に位置する。図１には示されていないが、いくつかの例では、固定子は、加速度計１を取り囲み、隆起パッド６Ａ〜６Ｄおよびパッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈを通じて、支持構造体１０に取り付けることができる。
【００２８】
[0034]隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、例えば、半径方向には薄く、周方向および垂直方向には撓みにくくなっているパッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈを有することによって、加速度計１の力および／またはひずみを分離することができる。いくつかの例では、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは、キャパシタを動かしてバイアスを生じさせるようなひずみを支持構造体１０へほとんど伝えないで固定子が温度で半径方向に膨張できるように、隆起パッド６Ａ〜６Ｄを分離することができる。いくつかの例では、隆起パッド６Ａは、加速度計組立体の組立中に固定子を支持することができ、これは、腹巻体によって加えられる圧縮力から一緒になって固定子が曲がることを防ぐ。いくつかの例では、腹巻体の熱膨張係数が、腹巻体が取り付けられる石英／インバー積層体の熱膨張係数より高いことによって圧縮力が生じる。例えば、腹巻体がエポキシの高い硬化温度から冷えるとき、腹巻体は石英／インバー積層体より大きく収縮し、石英／インバー積層体に圧縮力を与える。いくつかの例では、固定子が支持されていない場合、異なるキャパシタの基面を含む固定子は、曲がってバイアスを生じる場合がある。
【００２９】
[0035]いくつかの例では、組立中に力および／またはひずみは機械的に分離され、組立後は、フレクシャ４と支持構造体１０の外側との間で隆起パッド６Ａを接続するフレクシャは除去されて、プルーフマス２をさらに分離することができる。機械的な分離量を増減したい場合、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈを用いて調節可能な度合に分離することができる。言い換えれば、隆起パッドの機械的な分離量を増大したい場合、パッドフレクシャは、非常に薄い周方向のフレクシャにして隆起パッドを支持構成物に接続することができる（例えば、パッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂは、長方形のパッド６Ａの角を支持構造体１０に接続する）。本明細書で開示されるように、機械的に分離、または分離とは、ほとんど接触しない、または接触しないことを意味し、いくつかの例では、有意に取り除かれる、または除去されることを意味することを理解すべきである。
【００３０】
[0036]加速度計１は本開示の技法に従って構成されて、電子装置が加速度計１の加速度をよりよく決定することができる、よりよい加速度計組立体を提供することができる。一般に、加速度計組立体は、時間とともに状態を変化する、力および／またはひずみ、膨張係数、およびエポキシを含み、組立中の加熱および冷却プロセス中にヒステリシスを生じさせる。しかしながら、加速度計組立体の状態が変わるとき、隆起パッド６Ａ〜６Ｄのパッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈは、組立中に生じたヒステリシスを低減するのに役立つ。隆起パッド６Ａ〜６Ｄにパッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈを設けること、特に、隆起パッド６Ａにパッドフレクシャ８Ａおよび８Ｂを設けることによって、組立後に加速度計組立体を較正しなければならないような影響が低減される。さらに、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、固定子（図示せず）が組立中に曲がるのを防ぐことができ、これによって、組立後に固定子とプルーフマス２との間のより正確な容量ギャップが得られ、さらに、組立後に容量ギャップの変化を補償する必要なく加速度計組立体の実際の加速度がよりよく決定できる。本開示では、隆起パッド６Ａ〜６Ｄは、加速度計１のひずみを分離したいいかなる場所にも配置することができ、かつ／またはいかなる場所に向けることもできることを企図している。本開示では、様々な隆起パッド６Ａ〜６Ｄを、加速度計１から除去できるように構成することができることを企図している。
【００３１】
[0037]図２は、本明細書で説明する技法による加速度計２０の上面の例を示す概念図である。図２の例では、加速度計２０は、プルーフマス２２、フレクシャ２４Ａおよび２４Ｂ、隆起パッド２６Ａ〜２６Ｄ、パッドフレクシャ２８Ａ〜２８Ｈ、支持構造体３０、区域３２、ならびに溝３４を含み、それらは図１で説明した、プルーフマス２、フレクシャ４、隆起パッド６Ａ〜６Ｄ、パッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈ、支持構造体１０、区域１２、および溝１４にそれぞれ相当することができる。
【００３２】
[0038]図２の例では、パッドフレクシャ２８Ａおよび２８Ｂは、支持構造体３０の外側の縁に配置される石英材料の薄い部分とすることができる。図２の例では、隆起パッド２６Ａは、パッドフレクシャ２８Ａおよび２８Ｂによって支持構造体３０の外側近くに配置することができる。いくつかの例では、パッドフレクシャ２８Ａおよび２８Ｂは、半径方向には薄く、周方向および垂直方向には撓みにくくすることができる。いくつかの例では、パッドフレクシャ２８Ａおよび２８Ｂは除去されるように構成することができる。例えば、区域３２をレーザまたは任意の機械的手段（図示せず）の標的として、フレクシャ２８Ａおよび２８Ｂを折る、または切り取って隆起パッド２６Ａを分離することができる。いくつかの例では、隆起パッド２６Ａを除去して、フレクシャ２４Ａおよび２４Ｂ、ならびにプルーフマス２を固定子（図示せず）からさらに分離することができる。いくつかの例では、フレクシャ２８Ａおよび２８Ｂの厚さは、良好な性能に必要な分離度合に応じて、１ミリメートルと３分の１ミリメートルの間とすることができる。図２に示す支持構造体３０は円形であるが、支持構造体３０は任意の形（例えば、正方形、長方形、楕円形等）とすることができることを企図している。
【００３３】
[0039]図３は、本明細書で説明する技法による、加速度計１００を形成する工程における材料１０１の例を示している。図３の例では、加速度計１００（例えば、図１および２で説明した加速度計１または２０）は、材料１０１（例えば、結晶石英基板またはケイ素）の単一片である。図３の例では、材料１０１の形状は、図１で説明した支持構造体１０と同じ直径または幅とすることができる。図１に示す支持構造体１０は円形であるが、支持構造体１０および材料１０１は任意の形（例えば、正方形、長方形、楕円形等）とすることができることを企図している。いくつかの例では、材料１０１の厚さは０．７６２ｍｍ（千分の３０インチ）とすることができる。いくつかの例では、材料１０１の高さは、加速度計１００と固定子（図示せず）との間の容量ギャップを画定することができる隆起パッドの高さと同様とすることができる。いくつかの例では、複数の隆起パッド（例えば、隆起パッド６Ａ〜６Ｄおよび２６Ａ〜２６Ｄ）の高さは、約０．０１３ｍｍ（千分の０．５インチ）から０．０２５ｍｍ（千分の１インチ）（例えば、０．０１３ｍｍ（０．０００５インチ）から０．０２５ｍｍ（０．００１インチ））とすることができる。下記で説明するように、図４Ａおよび５Ａは、加速度計１００を形成する工程の一例であり、図４Ｂおよび５Ｂは加速度計１００を形成する工程の別の例である。
【００３４】
[0040]図４Ａおよび５Ａは、本明細書で説明する技法による、加速度計１００を形成する工程における材料１０１Ａの例を示している。図４Ａ〜５Ａは、図１に関して説明される。図４Ａの例では、加速度計１００Ａは、１つまたは複数のフォトレジストでマスキングされて、支持構造体１０３Ａ、支持構造体の内側１０５Ａ、および領域１０２Ａ〜１０８Ａを画定する（例えば、構造体の輪郭を描く）ことができる。支持構造体１０３Ａは浅い酸エッチングが可能なマスキングをすることができる。いくつかの例では、支持構造体１０３Ａを画定するフォトレジストマスクは、シルクスクリーンビニール材料とすることができる。支持構造体の内側１０５Ａは深い酸エッチングが可能なマスキングをすることができる。いくつかの例では、支持構造体の内側１０５Ａを画定するフォトレジストマスクは、シリコンゴム材料とすることができる。領域１０２Ａ〜１０８Ａは、複数の隆起パッド（例えば、隆起パッド６Ａ〜６Ｄ）の位置とすることができる。いくつかの例では、領域１０２Ａ〜１０８Ａは、いかなる酸エッチングも防ぐまたは少なくとも著しく制限するマスキングをすることができる。いくつかの例では、支持構造体１０３Ａ、支持構造体の内側１０５Ａ、および領域１０２Ａ〜１０８Ａを画定するフォトレジストマスクを有する加速度計１００Ａは、酸に曝されて、加速度計１００Ａから材料を除去する（例えば、エッチングする）ことができる。材料を除去すると、支持構造体１０３Ａの厚さ（例えば、約０．７３７ｍｍ（千分の２９インチ））、支持構造体の内側１０５Ａの厚さ（例えば、約０．０２５ｍｍ（千分の１インチ））、および領域１０２Ａ〜１０８Ａの厚さ（例えば、約０．７６２ｍｍ（千分の３０インチ））が形成され、これらが合わさってプルーフマスの両側の複数の隆起パッドの高さとなることができる。
【００３５】
[0041]図５Ａの例では、加速度計１００Ａは固定治具に置かれ、炭酸ガスレーザは材料１０１Ａの上に複数の要素を加工するようにプログラムすることができる。これらの要素は、プルーフマス１１２、フレクシャ１１４Ａおよび１１４Ｂ、隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄ、ならびに支持構造体１２０を含むことができ、これらは、図１で説明したプルーフマス２、フレクシャ４、隆起パッド６Ａ〜６Ｄ、および支持構造体１０にそれぞれ相当する。他の例では、材料１０１Ａは、複数の要素をマスキングするフォトレジストを有して、露光されて材料１０１Ａから材料を除去（例えば、エッチング）し、複数の要素で加速度計１００Ａ（例えば、加速度計１）を形成することができる。例えば、加速度計１００Ａは露光されて、図１で説明したプルーフマス２、フレクシャ４、隆起パッド６Ａ〜６Ｄ、および支持構造体１０にそれぞれ相当することができる、プルーフマス１１２、フレクシャ１１４Ａおよび１１４Ｂ、隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄ、ならびに支持構造体１２０を形成することができる。
【００３６】
[0042]図５Ａの例では、隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄはさらに、図１で説明したパッドフレクシャ８Ａ〜８Ｈに相当することができる一対のパッドフレクシャと、隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄを支持構造体１２０、フレクシャ１１４Ａおよび１１４Ｂ、ならびにプルーフマス１１２から分離する、隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄと支持構造体１２０との間の溝とを含むことができる。図５Ａの例では、プルーフマス１１２は、図１で説明したフレクシャ４に相当することができるフレクシャ１１４Ａおよび１１４Ｂ、ならびにプルーフマス１１２と支持構造体１２０との間の溝（例えば、溝１４）によって支持構造体１２０に接続されて、プルーフマス１１２を支持し、かつ隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄから支持構造体１２０へ加わる力から分離することができる。図５Ａの例では、プルーフマス１１２および隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄの溝は、材料１０１Ａに材料が残らず、加速度計１００Ａに開放空間ができるまで、炭酸ガスレーザで材料１０１Ａを加工することによって生成される。図５Ａに示す支持構造体１２０は円形であるが、支持構造体１２０は任意の形（例えば、正方形、長方形、楕円形等）とすることができることを企図している。
【００３７】
[0043]図４Ｂおよび５Ｂは、本明細書で説明する技法による、加速度計１００を形成する工程における材料１０１Ｂの例を示している。図４Ｂ〜５Ｂは、図２に関して説明される。図４Ｂの例では、加速度計１００Ｂは、１つまたは複数のフォトレジストでマスキングされて、支持構造体１０３Ｂ、支持構造体の内側１０５Ｂ、および領域１０２Ｂ〜１０８Ｂを画定する（例えば、構造体の輪郭を描く）ことができる。支持構造体１０３Ｂは浅い酸エッチングが可能なマスキングをすることができる。いくつかの例では、支持構造体１０３Ｂを画定するフォトレジストマスクは、シルクスクリーンビニール材料とすることができる。支持構造体の内側１０５Ｂは深い酸エッチングが可能なマスキングをすることができる。いくつかの例では、支持構造体の内側１０５Ｂを画定するフォトレジストマスクは、シリコンゴム材料とすることができ、これは、穴を開けられて、複数の要素を画定する（例えば、構造体の輪郭を描く）ことができる。領域１０２Ｂ〜１０８Ｂは、複数の隆起パッド（例えば、隆起パッド２６Ａ〜２６Ｄ）の位置とすることができる。いくつかの例では、領域１０２Ｂ〜１０８Ｂは、いかなる酸エッチングも防ぐまたは少なくとも著しく制限するマスキングをすることができる。いくつかの例では、支持構造体１０３Ｂ、支持構造体の内側１０５Ｂ、および領域１０２Ｂ〜１０８Ｂを画定するフォトレジストマスクを有する加速度計１００Ｂは、酸に曝されて、加速度計１００Ｂから材料を除去する（例えば、エッチングする）ことができる。材料を加速度計１００から除去すると、支持構造体１０３Ｂの厚さ（例えば、約０．７３７ｍｍ（千分の２９インチ））、支持構造体の内側１０５Ｂの厚さ（例えば、約０．０２５ｍｍ（千分の１インチ））、および領域１０２Ｂ〜１０８Ｂの厚さ（例えば、約０．７６２ｍｍ（千分の３０インチ））が形成され、これらが合わさってプルーフマスの両側の複数の隆起パッドの高さとなることができる。
【００３８】
[0044]図５Ｂの例では、加速度計１００Ｂは固定治具に置かれ、炭酸ガスレーザは材料１０１Ｂの上に複数の要素を加工するようにプログラムすることができる。これらの要素は、プルーフマス１２２、フレクシャ１２４Ａおよび１２４Ｂ、隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄ、ならびに支持構造体１３０を含むことができ、これらは、図２で説明したプルーフマス２２、フレクシャ２４、隆起パッド２６Ａ〜２６Ｄ、および支持構造体３０にそれぞれ相当する。他の例では、材料１０１Ｂは、複数の要素をマスキングするフォトレジストを有して、現像およびエッチングされて材料１０１Ｂから材料を除去（例えば、エッチング）し、複数の要素で加速度計１００Ｂ（例えば、加速度計２０）を形成することができる。例えば、加速度計１００Ｂは露光されて、現像、エッチングされ、図２で説明したプルーフマス２２、フレクシャ２４、隆起パッド２６Ａ〜２６Ｄ、および支持構造体３０にそれぞれ相当することができる、プルーフマス１２２、フレクシャ１２４Ａおよび１２４Ｂ、隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄ、ならびに支持構造体１３０を形成することができる。
【００３９】
[0045]図５Ｂの例では、隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄはさらに、図２で説明したパッドフレクシャ２８Ａ〜２８Ｈに相当することができる一対のパッドフレクシャと、隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄを支持構造体１３０、フレクシャ１２４Ａおよび１２４Ｂ、ならびにプルーフマス１２２から分離する、隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄと支持構造体１３０との間の溝とを含むことができる。図５Ｂの例では、プルーフマス１２２は、図２で説明したフレクシャ２４に相当することができるフレクシャ１２４Ａおよび１２４Ｂ、ならびにプルーフマス１２２と支持構造体１３０との間の溝（例えば、溝３４）によって支持構造体１３０に接続されて、プルーフマス１２２を支持し、かつ隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄから支持構造体１３０へ加わる力から分離することができる。図５Ｂの例では、プルーフマス１２２および隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄの溝は、材料１０１Ｂに材料が残らず、加速度計１００Ｂに開放空間ができるまで、炭酸ガスレーザで材料１０１Ｂを加工することによって生成される。図５Ｂに示す支持構造体１３０は円形であるが、支持構造体１３０は任意の形（例えば、正方形、長方形、楕円形等）とすることができることを企図している。
【００４０】
[0046]図６は、組立中に力および／またはひずみが生じる、加速度計組立体２００の例の切欠き図を示す概念図である。図６の例では、加速度計組立体２００は、プルーフマス２０２、フレクシャ２０４、隆起パッド２０６〜２１０、固定子２１２Ａおよび２１２Ｂ、腹巻体２１４Ａおよび２１４Ｂ、ならびに容量ギャップ２１６を含む。プルーフマス２０２、フレクシャ２０４、隆起パッド２０６〜２１０は、図１で説明したプルーフマス２、フレクシャ４、および隆起パッド６Ａ〜６Ｄに相当することができる。
【００４１】
[0047]固定子２１２Ａおよび２１２Ｂ（まとめて「固定子２１２」とする）は、加速度計の隆起パッド２０６〜２１０に取り付ける（例えばクランプ締めする）ことができる固定子である。いくつかの例では、固定子２１２は、磁石を含む二重金属部品である。いくつかの例では、例えば、固定子２１２Ａか２１２Ｂのどちらかの、単一の磁石を含むことができる単一の固定子のみとすることができる。
【００４２】
[0048]腹巻体２１４Ａおよび２１４Ｂ（まとめて「腹巻体２１４」とする）は、固定子２１２の外側を取り囲む溝のある輪状の構造の単一の金属片で、固定子２１２が加速度計に締め付けられるとき、固定子２１２に（例えばエポキシで接着されて）取り付けることができる。容量ギャップ２１６Ａおよび２１６Ｂ（まとめて「容量ギャップ２１６」とする）は、隆起パッド２０６〜２１０によって画定されるプルーフマス２０２と固定子２１２Ｂとの間のギャップであり、隆起パッド２０６〜２１０の高さ（例えば、プルーフマス２０２の各側で約０．０２５ｍｍ（千分の１インチ））である。いくつかの例では、各容量ギャップ２１６は静電容量値を有することができる。電子装置（図示せず）は容量ギャップ２１６の静電容量値を検出することができ、閉回路の差動静電容量構成で、これを電子装置（図示せず）が検出および使用して、加速度計組立体２００の加速度を決定することができる。例えば、容量ギャップ２１６Ａの増加および容量ギャップ２１６Ｂの減少は、加速度計組立体２００に加速度が加わったことを示している場合がある。逆に、容量ギャップ２１６Ａの減少および容量ギャップ２１６Ｂの増加は、加速度計組立体２００に加速度が加わったことを示している場合がある。
【００４３】
[0049]いくつかの例では、加速度計組立体２００は、プルーフマス２０２の各側に取り付けられた力再平衡コイル（図示せず）を含むことができる。いくつかの例では、加速度計組立体２００は、力再平衡コイルをサーボ制御してプルーフマス２０２を中立位置に配置する電子装置（図示せず）を含むことができる。いくつかの例では、加速度計組立体２００に加速度が加わると、電子装置は力再平衡コイルの電流を増加させてプルーフマス２０２を中立位置に維持することができる。この例では、電流の増加は、加速度計組立体２００に加わった加速度の量に比例する。
【００４４】
[0050]図６の例では、片矢印で示す力および／またはひずみ（例えば、締付け力および／または熱ひずみ）は、加速度計組立体２００の組立中に生じる。例えば、固定子２１２は加速度計に締め付けられ、それは、隆起パッド２０６〜２１０に力を加え、そして隆起パッド２０６〜２１０は両矢印で示すようにそれらの力を支えることができる。この例では、固定子２１２を加速度計に締め付けた後、腹巻体２１４は、固定子２１２を定位置に保持するために固定子２１２に（例えば、エポキシで接着して）取り付けることができる。固定子２１２と腹巻体２１４との間のエポキシを硬化させるために、加速度計組立体２００は加熱される。
【００４５】
[0051]いくつかの例では、加速度計組立体２００はエポキシを硬化するためにある温度まで加熱される。熱膨張係数は、加速度計組立体２００の腹巻体２１４、固定子２１２、エポキシ、および他の材料の間で異なる。熱膨張係数の違いによって、異なる材料は異なる割合で膨張、収縮する。いくつかの例では、加速度計組立体２００を加熱することから生じる熱ひずみによって、固定子２１２は半径方向外向きに膨張する。固定子２１２が外向きに膨張するとき、固定子２１２の半径方向の膨張は隆起パッド２０６〜２１０に力を加える。いくつかの例では、隆起パッド２０６〜２１０は、加速度計と固定子２１２との間の容量ギャップ２１６を維持しながら、撓むことによって力を分離および／または低減することができる。
【００４６】
[0052]いくつかの例では、加速度計組立体２００は、エポキシを硬化するためにある温度まで加熱された後、冷却されるので、加速度計組立体２００の腹巻体２１４、固定子２１２、エポキシ、および他の材料の間の異なる熱係数によって、加速度計組立体２００の種々の構成部品は異なった割合で収縮する。いくつかの例では、加速度計組立体２００を冷却することによって生じるひずみは、固定子２１２を圧縮する場合があり、特に、腹巻体２１４は、腹巻体２１４Ａおよび２１４Ｂでの片矢印で示すように、隆起パッド２０６〜２１０上の固定子２１２を圧縮する場合がある。冷却中での圧縮は固定子２１２を圧縮するとともに、隆起パッド２０６〜２１０に、固定子２１２の片矢印によって示すことができる力を加える。いくつかの例では、隆起パッド２０６〜２１０は、加速度計と固定子２１２との間の容量ギャップ２１６を維持しながら、両矢印で示すことができる圧縮力を支えることができる。いくつかの例では、加速度計組立体２００を組立後に、隆起パッド２０６が存在するならば、隆起パッド２０６は加速度計の機能性を下げる場合がある。
【００４７】
[0053]いくつかの例では、隆起パッド２０６がなければ、隆起パッド２０８〜２１０は固定子２１２に対して片持ち梁として働いて、固定子２１２をプルーフマスの方へ内向きに曲げる場合がある。この例では、組立中に隆起パッド２０６がなければ、組立中に固定子２１２に生じる力および／またはひずみによって、固定子２１２は、加速度計組立体２００が冷却されるにつれてわずかに曲がる場合がある。いくつかの例では、固定子２１２の曲りは容量ギャップ２１６を変化させて、加速度計組立体２００が加速度を決定する際に誤差を生じさせる場合がある。いくつかの例では、固定子２１２の曲りによって、組立後に加速度計組立体２００の較正を要する場合がある。
【００４８】
[0054]いくつかの例では、固定子２１２および腹巻体２１４は、熱膨張係数が１摂氏度当り百万分の２（２ｐｐｍ）のインバーから構成される場合がある。しかしながら、加速度計を構成する場合がある石英は、熱膨張係数が１摂氏度当り０．５５ｐｐｍである。インバーと石英との間の熱膨張係数の差は、温度を上昇させるとき、加速度計組立体２００に影響を及ぼし、磁気帰還路を構成する金属部品（例えば、固定子２１２、キャパシタ板など）を石英よりも速く膨張させ、支持構造体にひずみを生じさせる。いくつかの例では、隆起パッド２０８〜２１０は、ひずみが加わるときに、隆起パッド２０６がなければ滑って、加速度計を再位置合わせしなければヒステリシスが生じる場合がある。いくつかの例では、隆起パッド２０６〜２１０は固定子２１２に対して撓むことができる場合があり、その結果、隆起パッド２０６〜２１０は固定子２１２とともに動くことができ、隆起パッド２０６〜２１０を支持構造体に取り付けるパッドフレクシャにゆがみが生じても、支持構造体は留まる。いくつかの例では、組立工程で隆起パッド２０６〜２１０を用いると、固定子２１２の膨張が支持構造体にあまりひずみを生じさせず、熱係数の差による容量ギャップ２１６が変化するのを防ぐことができる。いくつかの例では、組立中に隆起パッド２０６〜２１０を用いると、組立中に隆起パッド２０８〜２１０だけを用いるより安定して静電容量を測定できる。いくつかの例では、隆起パッド２０６によって摩擦がさらに追加されて、３つの隆起パッドだけの場合に関連する滑りを防止する。
【００４９】
[0055]図７は、加速度計組立体２００が冷却され、隆起パッド２０６が除去された後の加速度計組立体２００の例の切欠き図を示す概念図である。図７の例では、加速度計組立体２００は、図６で説明したように、プルーフマス２０２、フレクシャ２０４、隆起パッド２０８〜２１０、固定子２１２Ａおよび２１２Ｂ、腹巻体２１４Ａおよび２１４Ｂ、ならびに容量ギャップ２１６Ａおよび２１６Ｂを含む。
【００５０】
[0056]図７の例では、加速度計組立体２００の組立中の力および／またはひずみが分散された後に、図６で説明した隆起パッド２０６が分離（例えば、除去）されている。いくつかの例では、隆起パッド２０６を除去すると、腹巻体２１４Ｂの近くの固定子２１２によって生じる任意の他の力および／またはひずみからプルーフマス２およびフレクシャ４をさらに分離することができる。いくつかの例では、隆起パッド２０６はレーザで分離することができる。他の例では、隆起パッド２０６は、隆起パッド２０６を切り取ることによって分離することができる。いくつかの例では、支持構造体の一部分（例えば、図１で説明した支持構造体１０の区域１２）を（例えば、レーザまたは機械的手段による切取りによって）除去して隆起パッド２０６にアクセスすることができる。いくつかの例では、隆起パッド２０６は、隆起パッド２０６のパッドフレクシャを折って、または切り取って分離することができる。いくつかの例では、隆起パッド２０６を分離することによって、パッドフレクシャが支持構造体とともに残り、隆起パッド２０６のみを分離（例えば、除去）することができる。
【００５１】
[0057]いくつかの例では、キャパシタ板（図示せず）はＣ字型で、蒸着によってプルーフマス２０２の上下に付着させることができ、電子装置（図示せず）は容量板（図示せず）とともに回路を閉じる。いくつかの例では、キャパシタ板のＣ字形状によって、静電容量の中心が与えられ、キャパシタ板が傾いた場合、静電容量はＣ字形の第１の端部で増加し、Ｃ字形の第２の端部で減少するので、キャパシタ板の感度は低くなる。いくつかの例では、プルーフマス２０２の変位は、上部キャパシタ板と下部キャパシタとの間の静電容量を変化させる。いくつかの例では、上部キャパシタ板と下部キャパシタ板との間の静電容量の変化を用いて、電子装置は加速度計組立体２００の加速度を決定することができる。
【００５２】
[0058]加えて、力再平衡コイルを有するコイル体は、プルーフマスの両側に取り付けることができる。いくつかの例では、電子装置は力再平衡コイルの電流を修正して、プルーフマスをサーボ制御して中立位置を維持する。加速度計組立体２００の任意の加速度は、支持構造体によって画定される平面の外へプルーフマス２０２を動かし、プルーフマス２０２を中立位置に維持するために必要な電流の増加は、加速度計組立体２００が受ける加速度量に比例する。
【００５３】
[0059]いくつかの例では、加速度計組立体装置（例えば、加速度計組立体２００）は、第１の固定子と第２の固定子（例えば、固定子２１２Ａおよび固定子２１２Ｂ）との間に配置された加速度計を備え、加速度計は複数の要素を備える。いくつかの例では、複数の要素は、プルーフマス（例えば、プルーフマス２０２）と、平面を画定し、プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、プルーフマスを支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャ（例えば、フレクシャ２０４）と、複数の隆起パッド（例えば、隆起パッド２０８および２１０）と、第１の固定子および第２の固定子に取り付けられる腹巻体（例えば、腹巻体２１４）と、フレクシャと支持構造体の外側との間の区域（例えば、分離および／または除去された隆起パッド２０６）とを含み、この区域は、加速度計を第１の固定子および第２の固定子から分離する（例えば、接触を防ぐ）。いくつかの例では、この区域は、少なくとも１つの隆起パッドのパッドフレクシャを切り取る、または折ることの少なくとも１つを行うことによって生成することができる。いくつかの例では、この区域は支持構造体の一部分を除去して生成することができる。いくつかの例では、第１の固定子および第２の固定子は、加速度計に締め付けることができる。いくつかの例では、腹巻体は、第１の固定子および第２の固定子に腹巻体をエポキシで接着することによって取り付けることができる。
【００５４】
[0060]図８は、本明細書で説明した技法による、加速度計を製造する作業の例を示すフローチャートである。図８は、図４Ａおよび５Ａ、ならびに４Ｂおよび５Ｂに関して説明される。図４Ａおよび５Ａの例では、材料１０１Ａはフォトレジストでマスキングされて複数の要素を画定する（２５２）。いくつかの例では、複数の要素は、プルーフマス１１２と、平面を画定し、プルーフマス１１２を支持するように構成される支持構造体１２０と、プルーフマス１１２を支持構造体１２０に可撓に接続するように構成されるフレクシャ１１４と、支持構造体１２０に配置され、かつプルーフマス１１２のフレクシャ１１４と支持構造体１２０の外側との間に配置される少なくとも１つの隆起パッド（例えば隆起パッド１１６Ａ）を含む複数の隆起パッド１１６Ａ〜１１６Ｄとを含み、隆起パッド１１６Ａは分離可能となるように構成される（２５４）。図５Ａの例では、材料１０１Ａは加工されて、材料１０１Ａの上に複数の要素を形成する（２５６）。
【００５５】
[0061]いくつかの例では、フォトレジストでマスキングされた材料１０１Ａは、第１のマスク１０３Ａおよび第２のマスク１０５Ａを含み、第１のマスク１０３Ａは支持構造体１２０を画定し、第２のマスク１０５Ａは支持構造体１２０の内側を画定する。いくつかの例では、第１のマスク１０３Ａはシルクスクリーンビニール材料を含むことができ、第２のマスク１０５Ａはシリコンゴム材料を有することができる。いくつかの例では、材料１０１Ａの加工は、酸浴槽中での石英基板のエッチングを含むことができる。いくつかの例では、材料１０１Ａの加工は、炭酸ガスレーザでの石英基板の加工を含むことができる。いくつかの例では、隆起パッド１１６Ａは、炭酸ガスレーザによって分離するように構成することができる。
【００５６】
[0062]図４Ｂおよび５Ｂの例では、材料１０１Ｂはフォトレジストでマスキングされて複数の要素を画定する（２５２）。いくつかの例では、複数の要素は、プルーフマス１２２と、平面を画定し、プルーフマス１２２を支持するように構成される支持構造体１３０と、プルーフマス１２２を支持構造体１３０に可撓に接続するように構成されるフレクシャ１２４と、支持構造体１３０に配置され、かつプルーフマス１２２のフレクシャ１２４と支持構造体１３０の外側との間に配置される少なくとも１つの隆起パッド（例えば隆起パッド１２６Ａ）を含む複数の隆起パッド１２６Ａ〜１２６Ｄとを含み、隆起パッド１２６Ａは分離可能となるように構成される（２５４）。図５Ｂの例では、材料１０１Ｂは加工されて、材料１０１Ｂの上に複数の要素を形成する（２５６）。
【００５７】
[0063]いくつかの例では、フォトレジストでマスキングされた材料１０１Ｂは、第１のマスク１０３Ｂおよび第２のマスク１０５Ｂを含み、第１のマスク１０３Ｂは支持構造体１３０を画定し、第２のマスク１０５Ｂは支持構造体１３０の内側を画定する。いくつかの例では、第１のマスク１０３Ｂはシルクスクリーンビニール材料を含むことができ、第２のマスク１０５Ｂはシリコンゴム材料を有することができる。いくつかの例では、材料１０１Ｂの加工は、酸浴槽中での石英基板のエッチングを含むことができる。いくつかの例では、材料１０１Ｂの加工は、炭酸ガスレーザでの石英基板の加工を含むことができる。いくつかの例では、隆起パッド１２６Ａは、炭酸ガスレーザによって分離するように構成することができる。
【００５８】
[0064]図９は、本明細書で説明する技法による、加速度計組立体を製造する作業の例を示すフローチャートである。図９は、図６〜７に関して説明される。図９の例では、加速度計は、第１の固定子２１２Ａと第２の固定子２１２Ｂとの間に配置され、加速度計は複数の要素を備える（３０２）。いくつかの例では、複数の要素は、プルーフマスと、平面を画定し、プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、プルーフマスを支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャと、フレクシャと支持構造体の外側との間に配置される少なくとも１つの隆起パッドを備える複数の隆起パッドとを含み、少なくとも１つの隆起パッドは分離可能となるように構成される。図９の例では、第１の固定子２１２Ａおよび第２の固定子２１２Ｂは、加速度計上で圧縮され（３０４）、腹巻体２１４は、第１の固定子２１２Ａおよび第２の固定子２１２Ｂに取り付けられる（３０６）。図９の例では、少なくとも１つの隆起パッドは分離される（３０８）。例えば、図７で説明された隆起パッド２０６は、加速度計組立体２００から除去することができる。
【００５９】
[0065]いくつかの例では、少なくとも１つの隆起パッド２０６を支持構造体から分離すると、加速度計のある領域を第１の固定子２１２Ａおよび第２の固定子２１２Ｂから機械的に分離することができる（３１０）。いくつかの例では、少なくとも１つの隆起パッド２０６を分離することは、少なくとも１つの隆起パッド２０６のパッドフレクシャを切り取る、または折ることの少なくとも１つを行うことを含むことができる。いくつかの例では、少なくとも１つの隆起パッド２０６を分離することは、支持構造体の一部分を除去することを含むことができる。いくつかの例では、第１の固定子２１２Ａおよび第２の固定子２１２Ｂを圧縮することはさらに、第１の固定子２１２Ａおよび第２の固定子２１２Ｂを加速度計に締め付けることを含むことができる。いくつかの例では、腹巻体２１４を取り付けることはさらに、第１の固定子２１２Ａおよび第２の固定子２１２Ｂに腹巻体２１４をエポキシで接着することを含むことができる。
【００６０】
[0066]１つまたは複数の例では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せの中に実装することができる。それらの機能は、ソフトウェア内に実装する場合は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ読取可能な媒体に記憶または送信することができ、ハードウェアベースの処理装置によって実行することができる。コンピュータ読取可能な媒体は、データ記憶媒体などの有形な媒体に相当するコンピュータ読取可能な記憶媒体、または、例えば通信プロトコルに従って、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムを容易に転送する任意の媒体を含む通信媒体を含むことができる。このように、コンピュータ読取可能な媒体は一般に、（１）非一時的である有形なコンピュータ読取可能な記憶媒体、または（２）信号または搬送波などの通信媒体、に相当することができる。データ記憶媒体は、１つまたは複数のコンピュータ、あるいは１つまたは複数のプロセッサによってアクセスされて、本開示で説明した技法を実行するための命令、コードおよび／またはデータ構造を取り出すことができる任意の利用可能な媒体とすることができる。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ読取可能な媒体を含むことができる。
【００６１】
[0067]一例として、限定ではないが、このようなコンピュータ読取可能な記憶媒体は，ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶装置、フラッシュメモリ、あるいは、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用することができ、かつコンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。また、いかなる接続も適切にコンピュータ読取可能な媒体と呼ばれる。例えば、命令が、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚対線、デジタル加入者ライン（ＤＳＬ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などの無線技術を用いて、ウェブサイト、サーバ、または他の遠隔源から送信される場合は、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚対線、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義の中に含まれる。しかしながら、コンピュータ読取可能な記憶媒体およびデータ記憶媒体は、接続、搬送波、信号、または他の一時的な媒体を含まず、代わりに、非一時的な有形の記憶媒体を対象とすることを理解すべきである。本明細書で使用されるディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ：ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）、レーザーディスク（登録商標）（ｌａｓｅｒ  ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｆｌｏｐｐｙ  ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  ｄｉｓｃ）を含み、ここで、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、磁気的にデータを再生し、一方、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザにより光学的にデータを再生する。上記の組合せもまた、コンピュータ読取可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００６２】
[0068]命令は、１つまたは複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブル論理アレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ａｒｒａｙ）、あるいは他の同等の集積回路またはディスクリート論理回路などの１つまたは複数のプロセッサによって実行することができる。したがって、本明細書で使用される「プロセッサ」という用語は、前述の構造体のいずれか、または本明細書で説明した技法の実施に適する任意の他の構造体を指すことができる。加えて、いくつかの態様では、本明細書で説明した機能は、符号化および復号化のために構成された専用のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュール内に提供することができ、あるいは組み合わされたコーデック内に組み込むことができる。また、技法は、１つまたは複数の回路あるいは論理素子内に完全に実装することが可能である。
【００６３】
[0069]本開示の技法は、集積回路（ＩＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）または一組のＩＣ（例えば、チップセット）を含む、広範囲のデバイスまたは装置に実装することができる。開示された技法を実行するように構成されたデバイスの機能的な態様を強調するために、様々な構成部品、モジュール、またはユニットが本開示で説明されるが、異なるハードウェアユニットで実現することは必ずしも必要ではない。むしろ、上記のように、様々なユニットは、コーデックハードウェアユニットに結合することができる、または、上記の１つまたは複数のプロセッサを含む相互運用的なハードウェアユニットの集合によって、好適なソフトウェアおよび／またはファームウェアとともに提供することができる。
【００６４】
[0070]本開示の様々な例が説明されてきた。これら、および他の例は、以下の請求項の範囲内である。
請求項１の発明は、
プルーフマスと、
前記プルーフマスを取り囲み、平面を画定し、前記プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、
前記プルーフマスを前記支持構造体に接続するフレクシャであって、前記プルーフマスが前記支持構造体によって画定される前記平面周りで動くことを可能にするフレクシャと、
少なくとも１つの隆起パッドが前記フレクシャと前記支持構造体の外側との間に配置され、前記少なくとも１つの隆起パッドが分離することができるように構成される、複数の隆起パッドと
を備え、
モノリシックな材料から構成される装置である。
【００６５】
請求項２の発明は、
前記複数の隆起パッドの各隆起パッドがさらに、前記支持構造体に接続される２つのパッドフレクシャを含む、請求項１に記載の装置である。
【００６６】
請求項３の発明は、
加速度計を製造する方法であって、
フォトレジストで材料をマスキングし、複数の要素を画定するステップであって、前記複数の要素が、
プルーフマスと、
平面を画定し、前記プルーフマスを支持するように構成される支持構造体と、
前記プルーフマスを前記支持構造体に可撓に接続するように構成されるフレクシャと、
前記支持構造体に配置され、かつ前記プルーフマスの前記フレクシャと前記支持構造体の外側との間に配置され、分離可能に構成される少なくとも１つの隆起パッドを備える複数の隆起パッドと
を備える、ステップと、
前記材料を加工して、前記材料の上に複数の要素を形成するステップと
を備える方法である。
【符号の説明】
【００６７】
１  加速度計
２  プルーフマス
４  フレクシャ
４Ａ  フレクシャ
４Ｂ  フレクシャ
６Ａ  隆起パッド
６Ｂ  隆起パッド
６Ｃ  隆起パッド
６Ｄ  隆起パッド
８Ａ  パッドフレクシャ
８Ｂ  パッドフレクシャ
８Ｃ  パッドフレクシャ
８Ｄ  パッドフレクシャ
８Ｅ  パッドフレクシャ
８Ｆ  パッドフレクシャ
８Ｇ  パッドフレクシャ
８Ｈ  パッドフレクシャ
１０  支持構造体
１２  区域
１４  溝
２０  加速度計
２２  プルーフマス
２４  フレクシャ
２４Ａ  フレクシャ
２４Ｂ  フレクシャ
２６Ａ  隆起パッド
２６Ｂ  隆起パッド
２６Ｃ  隆起パッド
２６Ｄ  隆起パッド
２８Ａ  パッドフレクシャ
２８Ｂ  パッドフレクシャ
２８Ｃ  パッドフレクシャ
２８Ｄ  パッドフレクシャ
２８Ｅ  パッドフレクシャ
２８Ｆ  パッドフレクシャ
２８Ｇ  パッドフレクシャ
２８Ｈ  パッドフレクシャ
３０  支持構造体
３２  区域
３４  溝
１００  加速度計
１００Ａ  加速度計
１００Ｂ  加速度計
１０１  材料
１０１Ａ  材料
１０１Ｂ  材料
１０２Ａ  領域
１０３Ａ  領域、支持構造体、第１のマスク
１０４Ａ  領域
１０５Ａ  領域、支持構造体の内側、第２のマスク
１０６Ａ  領域
１０８Ａ  領域
１０２Ｂ  領域
１０３Ｂ  領域、支持構造体、第１のマスク
１０４Ｂ  領域
１０５Ｂ  領域、支持構造体の内側、第２のマスク
１０６Ｂ  領域
１０８Ｂ  領域
１１２  プルーフマス
１１４Ａ  フレクシャ
１１４Ｂ  フレクシャ
１１６Ａ  隆起パッド
１１６Ｂ  隆起パッド
１１６Ｃ  隆起パッド
１１６Ｄ  隆起パッド
１２０  支持構造体
１２２  プルーフマス
１２４  フレクシャ
１２４Ａ  フレクシャ
１２４Ｂ  フレクシャ
１２６Ａ  隆起パッド
１２６Ｂ  隆起パッド
１２６Ｃ  隆起パッド
１２６Ｄ  隆起パッド
１３０  支持構造体
２００  加速度計組立体
２０２  プルーフマス
２０４  フレクシャ
２０６  隆起パッド
２０８  隆起パッド
２１０  隆起パッド
２１２  固定子
２１２Ａ  固定子
２１２Ｂ  固定子
２１４  腹巻体
２１４Ａ  腹巻体
２１４Ｂ  腹巻体
２１６  容量ギャップ
２１６Ａ  容量ギャップ
２１６Ｂ  容量ギャップ
２５２  ステップ、フォトレジストでマスキングし、複数の要素を画定する
２５４  ステップ、複数の要素は複数の隆起パッドを含み、複数の隆起パッドは、支持構造体１３０に配置され、かつプルーフマスのフレクシャと支持構造体の外側との間に配置され、分離可能となるように構成される、少なくとも１つの隆起パッドを備える
２５６  ステップ、材料を加工して材料の上に複数の要素を形成する
３０２  ステップ、加速度計を第１の固定子と第２の固定子との間に配置する
３０４  ステップ、第１の固定子および第２の固定子を加速度計上で圧縮する
３０６  ステップ、腹巻体を第１の固定子および第２の固定子に取り付ける
３０８  ステップ、少なくとも１つの隆起パッドを分離する
３１０  ステップ、少なくとも１つの隆起パッドを支持構造体から分離して、加速度計のある領域を第１の固定子および第２の固定子から機械的に分離する
【図８】
2016017962.tif 000003
【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
2016017962.tif 000007
【図４】
2016017962.tif 000008
【図５】
2016017962.tif 000009
【図６】
2016017962.tif 000010
【図７】
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【外国語明細書】
2016017962000001.pdf