(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＥＭＳジャイロスコープの起動時間を改善するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０からの第１容量性信号および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２２からの第２容量性信号を使用してプルーフ・マス・アセンブリ１１０を動作させる１組の駆動信号１４０、１４２を生成するプルーフ・マス制御ループ１３５と、第１または第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２の内少なくとも１つに接続された可変容量性カプラ１５８が、駆動信号１４０、１４２の関数として、第１および第２電荷信号の内少なくとも１つを変化させる。【選択図】図１
2016040545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープ・システム（１００）用の回路基板（１０５）であって、
プルーフ・マス・アセンブリ（１１０）と、
第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２０）および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２２）によって前記プルーフ・マス・アセンブリ（１１０）に結合された前記プルーフ・マス・アセンブリ（１１０）に結合されたプルーフ・マス制御ループ（１３５）であって、前記プルーフ・マス制御ループ（１３５）が、１組の駆動信号（１４０，１４２）を生成し、前記駆動信号（１４０，１４２）が、前記第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２０）からの第１容量性信号と前記第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２２）からの第２容量性信号とを使用して、前記プルーフ・マス・アセンブリ（１１０）を動作させる、プルーフ・マス制御ループ（１３５）と、
前記第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２０）および前記第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２２）の内少なくとも１つに接続された可変容量性カプラ（１５８，１５８Ａ）であって、前記１組の駆動信号（１４０、１５２）の関数として、前記第１および第２電荷信号の内少なくとも１つを変化させる、可変容量性カプラ（１５８，１５８Ａ）と、
を含み、
前記プルーフ・マス・アセンブリ（１１０）が、更に、
１組のプルーフ・マス（１１１、１１５）と、
各々前記１組のプルーフ・マス（１１２、１１４）のそれぞれのプルーフ・マスを駆動するように構成された１組のプルーフ・マス駆動電極（１１２、１１４）と、
各々前記１組のプルーフ・マス（１１１、１１５）の運動を検知し、前記１組のプルーフ・マス（１１１、１１５）の運動に基づいて、前記電荷信号を生成するように構成された、１組のプルーフ・マス運動ピックアップ・センサ（１１６、１１８）と、
を含む、回路基板（１０５）。
【請求項２】
請求項１記載の回路基板において、前記可変容量性カプラ（１５８）が、更に、
第１結合受容体トレース（１５０）であって、前記第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２０）に結合された、第１結合受容体トレース（１５０）と、
第２結合受容体トレース（１５５）であって、前記第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２２）に結合された、第２結合受容体トレース（１５５）と、
前記１組の駆動信号（１４０）の内第１駆動信号に電気的に接続されたモータ駆動信号ライン（１４４）と、
を含み、
前記第１結合受容体トレース（１５０）と前記モータ駆動信号ライン（１４４）との間に第１電位が発生し、前記第２結合受容体トレース（１５５）と前記モータ駆動信号ライン（１４４）との間に、前記第１電位とは極性が逆の第２電位が発生し、
前記第１電位および前記第２電位の変動が、前記第１駆動信号の関数として、前記第１および第２電荷信号を変化させる容量を生成し、
前記第１および第２結合受容体トレースの内少なくとも１つが、前記回路基板の表面から物理的に接近可能な遠端を含む、回路基板。
【請求項３】
請求項１記載の回路基板において、前記可変容量性カプラ（１５８Ａ）が、更に、
第１結合受容体トレース（１５０Ａ）であって、前記第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン（１２０）に結合された、第１結合受容体トレース（１５０Ａ）と、
前記１組の駆動信号（１４０、１４２）の内第１駆動信号（１４０）に電気的に接続された第１モータ駆動信号ライン（１４４Ａ）と、
前記１組の駆動信号（１４０、１４２）の内第２駆動信号（１４２）に電気的に接続された第２モータ駆動信号ライン（１４４Ｂ）と、
を含み、
前記第１結合受容体トレース（１５０Ａ）と前記第１モータ駆動信号ライン（１４４Ａ）との間に第１電位が発生し、前記第１結合受容体トレース（１５０Ａ）と前記第２モータ駆動信号ライン（１４４Ｂ）との間に、前記第１電位とは極性が逆の第２電位が発生し、
前記第１電位および前記第２電位の変動が、前記第１および第２駆動信号の関数として、前記第１電荷信号または前記第２電荷信号のいずれかを変化させる容量を生成し、
前記第１および第２モータ駆動信号ラインの内少なくとも１つが、前記回路基板の表面から物理的に接近可能な遠端を含む、回路基板。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイス・ジャイロスコープでは、共振周波数で振動するために、プルーフ・マスを発振させる。発振は、制御ループによって、共振周波数にロックされる。制御ループは、プルーフ・マスの運動を検知し、フィードバック信号を１組の駆動電極に供給する。ＭＥＭＳジャイロスコープに伴う作業（working）における１つの課題は、速い起動時間を有するデバイスを開発することである。即ち、ＭＥＭＳ ジャイロスコープを最初に起動するとき、プルーフ・マスは動作しておらず、したがって、駆動電極を規制する信号は制御ループには入らない。しかし、プルーフ・マスを駆動し続けると、小さな信号が発生し始める。起動の初期段階では、この信号は振幅が非常に小さく、プルーフ・マスの運動を検知するピックアップ・ライン上にある、それよりも大きな振幅のノイズによって容易に覆われてしまう。ピックアップ・ライン上にあるこのノイズが制御ループに入ることにより、誤ったフィードバック信号を駆動電極が入り、プルーフ・マスがその動作共振周波数に達するのに要する時間量が増大する結果となる。
【０００２】
[0002]  真のプルーフ・マス運動信号を覆い隠す可能性がある１つの重要なノイズ源に、駆動信号を駆動電極に搬送する回路基板トレースと、検知された運動信号を制御ループに搬送するピックアップ・トレースとの間における寄生結合がある。回路基板のレイアウトのモデリングおよびシミュレーションは、デバイス・コンポーネント間の結合を低減するか、または少なくとも埋め合わせるＭＥＭＳデバイスのために回路基板を設計するのに大いに役立つ。しかしながら、ＭＥＭＳデバイスのためのこのようなモデルは、製造されるＭＥＭＳデバイスにおける結合を精度高く予測する能力には、本質的な限界がある。更に、デバイス製造販売業者は、製造公差には本質的に限界があり、製造前モデリングによって容易に考慮されない未知なことを混入させる可能性がある。
【０００３】
[0003]  以上で述べた理由、および本明細書を読んで理解すれば当業者には明白になる、以下で述べる他の理由により、当技術分野では、ＭＥＭＳジャイロスコープの起動時間遅れを改善するためのシステムおよび方法が求められている。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]  本発明の実施形態は、ＭＥＭＳジャイロスコープの起動時間遅れを改善するためのシステムおよび方法のための方法およびシステムを提供し、以下の明細書を読んで研究することによって理解されよう。
【０００５】
[0005]  ＭＥＭＳジャイロスコープの起動時間を改善するためのシステムおよび方法を提供する。一実施形態では、微小電気機械（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープ・システム用の回路基板は、プルーフ・マス・アセンブリと、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインおよび第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインによってプルーフ・マス・アセンブリに結合されたプルーフ・マス制御ループであって、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第１容量性信号および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第２容量性信号を使用してプルーフ・マス・アセンブリを動作させる１組の駆動信号を生成する、プルーフ・マス制御ループと、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインまたは第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインの内少なくとも１つに接続された可変容量性カプラとを含み、可変容量性カプラが、１組の駆動信号の関数として、第１および第２電荷信号の内少なくとも１つを変化させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
[0006]  好ましい実施形態の説明および以下の図面を参照しながら検討すれば、本発明の実施形態は一層容易に理解することができ、その更に他の利点および用法も容易に明らかとなるであろう。
【図１】図１は、本開示の一実施形態のシステムを示すブロック図である。
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の一実施形態の代替システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態の方法を示すフロー・チャートである。
【０００７】
[0010]  一般的な慣例にしたがって、種々の説明する特徴は、同じ拡縮率では描かれておらず、本発明に関連がある特徴を強調するように描かれている。参照符号は、図および本文を通して同様のエレメントを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[0011]  以下の詳細な説明では、その一部を形成する添付図面を参照する。図面には、本発明を実施することができる特定の例示的実施形態が一例として示されている。これらの実施形態について、当業者が本発明を実施することを可能にするために、十分に詳細に説明するが、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよいこと、および論理的、機械的、および電気的変更が行われてもよいことは、理解されてしかるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で捕らえてはならない。
【０００９】
[0012]  本開示の実施形態は、回路基板に製造後バランス可変結合メカニズムを統合することによって、ＭＥＭＳジャイロスコープにおける起動時間遅延という問題に取り組む。この製造後バランス可変結合メカニズムは、駆動信号とマス・プルーフ運動ピックアップ信号との間における寄生結合を無効にする。更に特定すれば、製造中に、１対の結合受容体トレース(coupling receptor trace)が、プルーフ・マス・ドライバ・モータ制御ループに入力を供給するプルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインから切り取られる(stubbed off)。一実施形態では、１つの結合受容体トレースが、ピックアップ・ラインの各極と一対にされ、モータ駆動出力信号が意図的に２つの結合受容体トレースの双方に、フィードバック結合として結合される。これらの結合受容体トレースを含む回路基板の製造後に、この基板を分析して、制御ループになおも入る寄生結合の大きさを判定することができる。この分析から、２つの結合受容体トレースの相対的な長さを調節して、分析の間に発見されたあらゆる寄生結合を更に無効にすることができる。即ち、２本の結合受容体トレースの一方の長さを他方に対して調節することによって、制御ループへのピックアップ・ラインの各々に加えられるフィードバック結合を調節して、寄生結合によって制御ループに混入されるノイズを無効にすることができる。この寄生ノイズ源からのノイズを効果的に最小限に抑えることによって、制御ループは、プルーフ・マスの実際の運動を密接に表す入力信号に対して動作して、プルーフ・マス駆動信号を駆動するための制御信号を発生する。その結果、ＭＥＭＳジャイロスコープのプルーフ・マスは、それらの動作周波数に一層素早く収束することになる。
【００１０】
[0013]  図１は、本発明の一実施形態のＭＥＭＳジャイロスコープ１００を示す図である。ＭＥＭＳジャイロスコープ１００は、プルーフ・マス１１１および１１５を含むプルーフ・マス（ＰＭ）センサ・アセンブリ１１０と、１組のＰＭ駆動電極１１２および１１４と、１組のＰＭ運動ピックアップ１１６および１１８とを含む。動作において、プルーフ・マス１１１および１１５は、機械的特性によって制御される共振周波数で振動するように発振される。図１に示す実施形態では、プルーフ・マス１１１は駆動電極１１２によって発振され、一方プルーフ・マス１１５は駆動電極１１４によって発振される。これらの発振は、制御ループ１３５によって、共振周波数ωにロックされる。制御ループ１３５は、それぞれのプルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２からプルーフ・マス１１１および１１５の運動を検知し、駆動電極１１２、１１４を駆動する電圧信号１４０、１４２を供給する。更に特定すると、図１に示す実施形態では、プルーフ・マス１１１の運動はＰＭ運動ピックアップ１１６によって検知され、一方プルーフ・マス１１５の運動はＰＭ運動ピックアップ１１８によって検知される。代替実施形態では、ＰＭ運動ピックアップ１１６および１１８は、検知櫛歯(sense combs)、電極板、または電荷または容量変化を検知することによって運動を検出し測定する他の同様のデバイスを使用して、種々の方法で実現することができる。
【００１１】
[0014]  制御ループ１３５は、例えば、トランスインピーダンス増幅器を使用して実現することができる電荷増幅器（ＣＡ）１３０を含む。ＣＡ１３０は、電荷信号をプルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２から入力し、これらの電荷信号の関数として変化する電圧信号をＰＭモータ・コントローラ１３２に出力する。ＣＡ１３０によって供給された電圧信号に基づいて、ＰＭモータ・コントローラ１３２は、出力信号を生成する。この出力信号は、プルーフ・マス１１１および１１５を制御し、ＰＭセンサ・アセンブリ１１０の機械的共振周波数ωで発振するようにこれらを駆動するために使用される。また、プルーフ・マスの各々は、これらが互いに１８０度位相ずれで発振するように駆動される。モータ駆動加算器１３４は、２つの位相外れ信号を生成、その結果をモータ・ドライバ１３６に供給し、モータ・ドライバ１３６は駆動信号１４０、１４２を生成し、駆動信号１４０、１４２は、ＰＭ駆動電極１１２、１１４の各々に印加される。
【００１２】
[0015]  本開示の実施形態では、結合受容体トレース１５０および１５５は、駆動信号１４０、１４２の内一方の一部をピックアップし（容量性結合によって）、意図的にこの信号をプルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２に混入させるために利用される。本開示以前では、駆動信号をセンサ・ピックアップ・ラインに侵入させることは、ＰＭモータ制御ループ１３５の動作を妨害し、プルーフ・マス１１１、１１５を共振させ維持するのを遅らせる「ノイズ」と見なされていた。しかしながら、本開示の実施形態によって、この信号は、他の寄生結合源からのセンサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２への駆動信号のあらゆる寄生結合を無効にするフィードバック結合として使用される。以下で更に詳しく説明するが、システム１００を含む回路基板１０５の製造後に、センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２へのフィードバック結合を生成するように、結合受容体トレース１５０および１５５を「調整」する(tune)ことができる。フィードバック結合は、センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２に現れる、あらゆる寄生結合信号とも等しく（または非常に近く）そして逆である。つまり、フィードバック結合信号および正味の寄生結合信号は、センサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２上で合算してゼロ（またはほぼゼロ）になるので、ＰＭモータ制御ループ１３５への入力は、ＰＭ運動ピックアップ１１６および１１８によって測定される真の電荷信号に増々近づくことになる。
【００１３】
[0016]  結合受容体トレース１５０、１５５への駆動信号の結合制御(controlled coupling)を容易にするために、モータ駆動信号ライン１４４が、モータ・ドライバ１３６からの駆動信号１４０、１４２の一方から抜き出される。一実施形態では、結合受容体トレース１５０および１５５は、それぞれ、容量性結合１５８を形成するために、モータ駆動信号ライン１４４の端末部１４５の対向する両側に沿って敷かれる。動作において、第１電位１５２が結合受容体トレース１５０とモータ駆動信号ライン１４４との間に発生し、第１電位１５２はこれらの間の結合係数の関数となる。同様に、第１電位１５２と極性が反対の第２電位１５７が、結合受容体トレース１５５とモータ駆動信号ライン１４４との間に発生し、第２電位１５２はこれらの間の結合係数の関数となる。これらの電位の発生から、結合受容体トレース１５０から結合受容体トレース１５５に小さなキャパシタが形成される。したがって、モータ駆動信号ライン１４４上に存在するモータ駆動信号の電圧の変動が、結合容量トレース１５０および１５５間の容量変化として明示され、ＣＡ１３０によってそのようなものとして検知される。結合受容体トレース１５０および１５５上に存在するモータ駆動信号のこのフィードバック結合の利得および極性の双方は、結合受容体トレースの一方の他方に対する長さを調節することによって制御することができる。即ち、トレース１５０および１５５間の結合度合いは、少なくとも部分的に、モータ駆動信号ライン１４４の近傍におけるトレースの長さの関数となる。例えば、図１を参照すると、結合受容体トレース１５５の長さが、モータ駆動信号１４４の近端である、その遠端（１５６において示す）においてトリミングされると、モータ駆動信号のセンサ・ピックアップ・ライン１２２への結合は、モータ駆動信号のセンサ・ピックアップ・ライン１２０への結合に対して、減少する。代わりに、結合受容体トレース１５０の長さが、モータ駆動信号ライン１４４の近端である、その遠端（１５１において示す）においてトリミングされる場合、モータ駆動信号のセンサ・ピックアップ・ライン１２０への結合は、モータ駆動信号のセンサ・ピックアップ・ライン１２２への結合に対して、減少する。トレース１５０の端部１５１またはトレース１５５の端部１５６のいずれかを選択的にトリミングすることによって、容量性カプラ１５８によってセンサ・ピックアップ・ライン１２０および１２２の両端間に加えられる容量を、反対極性で同じ値になるように調整する(tailor)ことができ、つまり、ＰＭモータ制御ループ１３５に入力する前に、モータ駆動信号１４０、１４２とセンサ・ピックアップ・ライン１２０および１２２との間の正味の寄生結合を相殺することができる。効果的にこの寄生ノイズを除去することによって、真のピックアップ信号をもっと低いレベルで検知し、プルーフ・マス１１１および１１５を更に素早く共振に到達させることが可能になる。
【００１４】
[0017]  回路基板１０５の製造の後、トレース１５０、１５５の端部１５１、１５６は、以上で論じたような長さ調節のために接近可能(accessible)のままになっている。トレース１５０、１５５の長さは、もはや電気的に接続されないようにトレース材料のある区間を単に切断する（例えば、ナイフによって機械的に、あるいはエッチングによって、またはレーザによって）ことによって、調節することができる。尚、結合受容体トレースの長さを調節するとき、切断したトレース材料を基板から完全に除去する必要はないことは、注記してしかるべきである。トレース１５０、１５５の端部１５１、１５６の一方または双方は製造後に接近可能であるが（例えば、回路基板の露出される表面上で）、モータ駆動信号ライン１４４は接近可能である必要がない。例えば、一実施形態では、モータ駆動信号ライン１４４の端末部分１４５は、結合受容体トレース１５０、１５５よりも１層以上下に配置され、および／または回路基板１０５の他のいずれかの下位層において駆動信号１４０のリードに接続されるビアを含む。
【００１５】
[0018]  図１に示す回路基板１０５は、プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０および１２２の双方において寄生結合を無効にするために、駆動信号の一方（即ち、駆動信号１４０）から容量性カプラ１５８への１つのノイズ源の結合を含む。図１Ａは、多少変更した代替回路基板１０５Ａを示す。これは、２つのノイズ源（駆動信号１４０および１４２からそれぞれ引き出される１４４Ａおよび１４４Ｂ）を発見する容量性カプラ１５８Ａを含むことを除いて、回路基板１０５と同一であり、プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン１２０または１２２の一方に無効寄生結合を供給する。一実施形態では、モータ駆動信号ライン１４４Ａおよび１４４Ｂが、それぞれ、容量性カプラ１５８Ａを形成するために、結合受容体トレース１５０Ａの端末部１５２の対向する両側に沿って敷かれる。
【００１６】
[0019]  動作において、第１電位１５２Ａが結合受容体トレース１５０Ａとモータ駆動信号ライン１４４Ａとの間に発生し、第１電位１５２Ａはこれらの間の結合係数の関数となる。同様に、第１電位１５２Ａと極性が逆である第２電位１５７Ａが、結合受容体トレース１５０Ａとモータ駆動信号ライン１４４Ａとの間に発生し、第２電位はこれらの間の結合係数の関数となる。これらの電位の発生から、モータ駆動信号１４４Ａからモータ駆動信号１４４Ｂに小さな容量が形成される。したがって、モータ駆動信号ライン１４４Ａおよび１４４Ｂ上に存在するモータ駆動信号の電圧の変動が、結合受容体トレース１５０Ａ上における電荷の変化として明示され、ＣＡ１３０によってそのようなものとして検知される。図１と同様、駆動信号ライン１４４Ａおよび１４４Ｂとトレース１５０Ａとの間における結合の度合いは、少なくとも２本のモータ駆動信号線の近傍におけるトレースの長さの関数となる。したがって、図１について先に説明したのと同様に、製造後にライン１４４Ａの端部１５１Ａまたはライン１４４Ｂの端部１５６Ａのいずれかを選択的にトリミングすることによって、センサ・ピックアップ・ライン１２０の両端間に容量性カプラ１５８Ａによって加えられる容量は、反対極性で同じ値になるように調整され、したがって、ＰＭモータ制御ループ１３５に入力する前に、駆動信号１４０、１４２とセンサ・ピックアップ・ライン１２０、１２２との間における正味の寄生結合を相殺することができる。
【００１７】
[0020]  図２は、本発明の一実施形態のＭＥＭＳジャイロスコープを製造する方法２００を示すフロー・チャートである。一実施形態では、方法２００は、図１または図１Ａにおいて先に説明したＭＥＭＳジャイロスコープ１００のような、ＭＥＭＳジャイロスコープ・システムを生産するために実現される。したがって、図１または図１Ａに関して記載した説明、代替実施形態、または選択肢のいずれもが、図２にも該当し、そしてその逆も成り立つ。
【００１８】
[0021]  本方法は２１０において開始し、複数の回路基板を製造する。複数の回路基板は、各々、プルーフ・マス制御ループによって励起されるプルーフ・マス・センサ・アセンブリを有し、プルーフ・マス制御ループが、１組のモータ駆動信号を生成する。１組のモータ駆動信号は、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第１容量性信号と、第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第２容量性信号とを使用して、プルーフ・マス・アセンブリを動作させる。更に、複数の回路基板は、各々、可変容量性カプラを含み、この可変容量性カプラは、１組のモータ駆動信号の変動に応答して、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインおよび第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインの内少なくとも１つにおける電荷信号を変化させる。
【００１９】
[0022]  本方法は、２２０に進み、第１および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに発生する駆動信号からの寄生結合を測定するために、複数の回路基板の内第１回路基板を分析する。これは、例えば、回路基板信号の容量性結合を識別するように構成された検査機器に第１回路基板を取り付けることによって行うことができる。前述のように、１組のモータ駆動信号と第１および第２センサ・ピックアップ・ラインとの間における正味の寄生結合を、プルーフ・マス制御ループに入力される前に相殺するように、可変容量性カプラを調整することができる。理想的には、プルーフ・マス制御ループへの入力に影響を及ぼし、プルーフ・マス・センサ・アセンブリが共振に到達するのを遅らせる可能性がある殆どの寄生結合源を、製造前モデリングおよび回路基板レイアウト設計が識別し対処することであろう。しかしながら、製造前モデリングおよび回路基板レイアウト設計の本質的な限界のために、寄生結合源が残るおそれがある。第１回路基板を分析するには、最初に、寄生結合がある場合には、どの位残っているか確認する。次いで、分析は処理を進めて、正味の寄生結合を相殺するためには、どのように可変容量性カプラを調整するか決定する。可変容量性カプラが第１および第２結合受容体トレースを含む場合、調整は、モータ駆動信号から各リードに発生する結合の度合いを変化させるために、トレースの相対的な長さを変更することを伴うとよい。ブロック２２０内における分析は、したがって、繰り返しプロセスであり、寄生結合が容量性カプラによって最適に無効にされるまで、寄生結合およびリードを短くしていく。
【００２０】
[0023]  第１回路基板と共に製造された複数の基板の各々は、２２０において分析された第１基板と同じ製造後寄生結合源を内包すると予想することができる。この理由のため、残りの基板の各々に同じ分析を行う必要はない。一旦第１回路基板に対して結合受容体トレースに必要な調節が決定されたなら、同じ調節を残りの基板に適用することができる。したがって、本方法は２３０に進み、第１回路基板から測定された寄生結合に基づいて、複数の回路基板の各々において可変容量性カプラを調節する。
実施形態例
[0024]  例１は、微小電気機械（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープ・システム用の回路基板を含む。この回路基板は、プルーフ・マス・アセンブリと、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインおよび第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインによってプルーフ・マス・アセンブリに結合されたプルーフ・マス制御ループであって、プルーフ・マス制御ループが、１組の駆動信号を生成し、この１組の駆動信号が、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第１容量性信号および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第２容量性信号を使用して、プルーフ・マス・アセンブリを動作させる、プルーフ・マス制御ループと、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインおよび第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインの内少なくとも１つに接続された可変容量性カプラであって、１組の駆動信号の関数として、第１および第２電荷信号の内少なくとも１つを変化させる、可変容量性カプラとを含む。
【００２１】
[0025]  例２は、例１の回路基板を含み、可変容量性カプラが、１組の駆動信号からの第１および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインへのあらゆる寄生結合の少なくとも一部を無効にするために、第１および第２電荷信号を変化させるように調節される。
【００２２】
[0026]  例３は、例１〜２のいずれかの回路基板を含み、可変容量性カプラが、１組の駆動信号の第１および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインへのあらゆる寄生結合の少なくとも一部を無効にするために、第１および第２電荷信号の内１つを変化させるように調節される。
【００２３】
[0027]  例は、例１〜３のいずれかの回路基板を含み、プルーフ・マス・アセンブリが、更に、１組のプルーフ・マスと、各々１組のプルーフ・マスのそれぞれのプルーフ・マスを駆動するように構成された１組のプルーフ・マス駆動電極と、各々１組のプルーフ・マスの運動を検知し１組のプルーフ・マスの運動に基づいて電荷信号を生成するように構成された１組のプルーフ・マス運動ピックアップ・センサとを含む。
【００２４】
[0028]  例５は、例４の回路基板を含み、可変容量性カプラが、更に、第１結合受容体トレースであって、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに結合された、第1結合受容体トレースと、第２結合受容体トレースであって、第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに結合された、第２結合受容体トレースと、１組の駆動信号の内第１駆動信号に電気的に結合されたモータ駆動信号ラインとを含み、第１電位が第１結合受容体トレースとモータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位と極性が逆の第２電位が、第２結合受容体トレースとモータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位および第２電位の変動が、第１駆動信号の関数として第１および第２電荷信号を変化させる容量を生成する。
【００２５】
[0029]  例６は、例５の回路基板を含み、第１および第２結合受容体トレースの内少なくとも１つが、回路基板の表面から物理的に接近可能な遠端を含む。
[0030]  例７は、例５〜６の回路基板を含み、容量性カプラによって、第１および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ライン間に容量が加えられ、１組のモータ駆動信号と第１および第２センサ・ピックアップ・ラインとの間における正味の寄生結合を、プルーフ・マス制御ループに入力される前に、相殺するために、第１および第２結合受容体トレースの相対的長さを調整する。
【００２６】
[0031]  例８は、例４の回路基板を含み、可変容量性カプラが、更に、第１結合受容体トレースであって、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに結合された、第１結合受容体トレースと、１組の駆動信号の内第1駆動信号に電気的に接続された第１モータ駆動信号ラインと、１組の駆動信号の内第２駆動信号に電気的に接続された第２モータ駆動信号ラインとを含み、第１電位が、第１結合受容体トレースと第１モータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位と極性が逆の第２電位が、第１結合受容体トレースと第２モータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位および第２電位の変動が、第１および第２駆動信号の関数として、第１電荷信号または第２電荷信号のいずれかを変化させる容量を生成する。
【００２７】
[0032]  例９は、例８の回路基板を含み、第１および第２モータ駆動信号ラインの内少なくとも１つが、回路基板の表面から物理的に接近可能な遠端を含む。
[0033]  例１０は、例８〜９の回路基板を含み、容量性カプラによって、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに容量が加えられ、１組のモータ駆動信号と第１および第２センサ・ピックアップ・ラインとの間における正味の寄生結合を、プルーフ・マス制御ループに入力される前に、相殺するために、第１および第２モータ駆動信号線の相対的長さを調整する。
【００２８】
[0034]  例１１は、方法を含む。この方法は、複数の回路基板を製造するステップであって、複数の回路基板が、各々、プルーフ・マス制御ループによって励起されるプルーフ・マス・センサ・アセンブリを有し、プルーフ・マス制御ループが、１組のモータ駆動信号を生成し、１組のモータ駆動信号が、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第１容量性信号と、第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインからの第２容量性信号とを使用して、プルーフ・マス・アセンブリを動作させ、更に、複数の回路基板が、各々、可変容量性カプラを含み、容量性カプラが、１組の駆動信号の変動に応答して、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインおよび第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインの内少なくとも１つにおける電荷信号を変化させる、ステップと、第１および第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに発生する、駆動信号からの寄生結合を測定するために、複数の回路基板の内第１回路基板を分析するステップと、第１回路基板から測定された寄生結合に基づいて、複数の回路の各々において可変容量性カプラを調節するステップとを含む。
【００２９】
[0035]  例１２は、例１１の方法を含み、複数の回路基板の各々において可変容量性カプラを調節することによって、１組のモータ駆動信号と第１および第２センサ・ピックアップ・ラインとの間の正味の寄生結合を、プルーフ・マス制御ループに入力する前に、相殺するように、可変容量性カプラを調整する。
【００３０】
[0036]  例１３は、例１１〜１２のいずれかの方法を含み、プルーフ・マス・アセンブリが、更に、１組のプルーフ・マスと、各々１組のプルーフ・マスのそれぞれのプルーフ・マスを駆動するように構成された１組のプルーフ・マス駆動電極と、各々１組のプルーフ・マスの運動を検知し１組のプルーフ・マスの運動に基づいて電荷信号を生成するように構成された１組のプルーフ・マス運動ピックアップ・センサとを含む。
【００３１】
[0037]  例１４は、例１１〜１３のいずれかの方法を含み、可変容量性カプラが、更に、第１結合受容体トレースであって、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに結合された、第1結合受容体トレースと、第２結合受容体トレースであって、第２プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに結合された、第２結合受容体トレースと、１組の駆動信号の内第１駆動信号に電気的に結合されたモータ駆動信号ラインとを含む。
【００３２】
[0038]  例１５は、例１４の方法を含み、第１電位が第１結合受容体トレースとモータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位と極性が逆の第２電位が、第２結合受容体トレースとモータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位および第２電位の変動が、第１駆動信号の関数として第１および第２電荷信号を変化させる容量を生成する。
【００３３】
[0039]  例１６は、例１１〜１３のいずれかの方法を含み、可変容量性カプラが、更に、第１結合受容体トレースであって、第１プルーフ・マス運動センサ・ピックアップ・ラインに結合された、第１結合受容体トレースと、１組の駆動信号の内第１駆動信号に電気的に結合された第１モータ駆動信号ラインと、１組の駆動信号の内第２駆動信号に電気的に接続された第２モータ駆動信号ラインとを含む。
【００３４】
[0040]  例１７は、例１６の方法を含み、第１電位が第１結合受容体トレースと第１モータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位と極性が逆の第２電位が、第１結合受容体トレースと第２モータ駆動信号ラインとの間に発生し、第１電位および第２電位の変動が、第１および第２駆動信号の関数として第１電荷信号または第２電荷信号のいずれかを変化させる容量を生成する。
【００３５】
[0041]  例１８は、例１０〜１７のいずれかの方法を含み、可変容量性カプラを調節するステップが、可変容量性カプラの１組の結合受容体トレースの相対的長さを互いに対して変更するステップを含む。
【００３６】
[0042]  例１９は、例１８の方法を含み、相対的長さを変更するステップが、可変容量性カプラの少なくとも１つのトレースの長さを短くするステップを含む。
[0043]  例２０は、例１０〜１９のいずれかの方法を含み、可変容量性カプラを調節するステップが、可変容量性カプラの少なくとも１つのトレースに、ナイフ、レーザ、またはエッチング・プロセスの内少なくとも１つを適用するステップを含む。
【００３７】
[0044]  以上、本明細書では特定的な実施形態について例示し説明したが、同じ目的を達成すると思量されるあらゆる構成が、図示した特定的な実施形態と交換されてもよいことは、当業者には認められよう。本願は、本発明のあらゆる改造(adaptation)または変形(variation)も包含することを意図している。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることを、明白に意図している。
【図１】
2016040545.tif 000003
【図１Ａ】
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【図２】
2016040545.tif 000005
【外国語明細書】
2016040545000001.pdf