微机械构件和用于微机械构件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种微机械构件，其具有保持装置(12)、带有反射表面的微镜(10)和至少一个弹簧(14a，14b)，其中，所述微镜(10)至少通过所述至少一个弹簧(14a，14b)这样与所述保持装置(12)连接，使得所述微镜(10)相对于所述保持装置(12)能围绕至少一个旋转轴线(16)调整，其中，所述反射表面至少部分地构造在所述微镜(10)的张紧的膜片(18)的第一膜片表面(18a)上，并且所述微镜具有指向离开所述第一膜片表面(18a)方向的、在空气或真空中张紧的第二膜片表面(18b)。此外，本发明专利技术涉及一种微机械构件的制造方法。

Micromachined Components and Manufacturing Method for Micromachined Components

The invention relates to a micromechanical component, which has a holding device (12), a micromirror (10) with a reflective surface and at least one spring (14a, 14b), wherein the micromirror (10) is connected with the holding device (12) through at least one spring (14a, 14b), so that the micromirror (10) can be adjusted around at least one rotating axis (16) relative to the holding device (12). The reflective surface is at least partially constructed on the first diaphragm surface (18a) of the tensioned diaphragm (18) of the micromirror (10), and the micromirror has a second diaphragm surface (18b) tensioned in air or vacuum in the direction away from the first diaphragm surface (18a). In addition, the invention relates to a manufacturing method of a micromechanical component.

【技术实现步骤摘要】
微机械构件和用于微机械构件的制造方法
本专利技术涉及一种微机械构件。此外，本专利技术涉及一种用于微机械构件的制造方法。
技术介绍
在DE102015222300A1中描述了微机械构件和用于微机械构件的制造方法。这些微机械构件中的每一个包括保持装置、具有反射表面的微镜和至少一个弹簧，其中，所述微镜至少通过所述至少一个弹簧这样与保持装置连接，使得所述微镜相对于保持装置可围绕至少一个旋转轴线调整。
技术实现思路
本专利技术实现一种微机械构件，所述微机械构件具有保持装置、带有反射表面的微镜和至少一个弹簧，其中，所述微镜至少通过所述至少一个弹簧这样与所述保持装置连接，使得所述微镜相对于所述保持装置能围绕至少一个旋转轴线调整，其中，所述反射表面至少部分地构造在所述微镜的张紧的膜片的第一膜片表面上，所述微镜具有指向离开所述第一膜片表面方向的、在空气或真空中张紧的第二膜片表面。所述微机械构件的可围绕至少一个旋转轴线调整的微镜由于微镜的反射表面至少部分地构造在该微镜的张紧的膜片上而具有较小质量。如下面将更详细地阐述那样，微镜的较小质量引起不希望的振动的振幅减小，所述振动由(外部)抖动触发。由于不希望的振动的振幅减小，借助本专利技术实现的微机械构件具有较高的抖动稳健性和/或良好的碰撞强度和/或掉落强度(Fallfestigkeit)。因此，借助本专利技术可以实现一种微机械构件，所述微机械构件由于其高的抖动稳健性和/或良好的碰撞强度和/或掉落强度可以在具有常常出现抖动的应用位置中，例如在车辆/机动车中，和/或在具有高碰撞风险和/或掉落风险的应用位置中无问题地被可靠地使用。借助本专利技术所实现的微机械构件可以被用作传感器或促动器的构件。本专利技术的微机械构件例如可以被用在投影仪/投影系统中或扫描设备/扫描仪中。因此，本专利技术的微机械构件可被多样地使用。在微机械构件的一个有利实施方式中，张紧的膜片的从第一膜片表面至第二膜片表面垂直于反射表面定向的膜片总厚度小于等于5μm。例如，张紧的膜片的(从第一膜片表面至第二膜片表面)垂直于反射表面定向的膜片总厚度小于等于2μm，尤其小于等于1μm。从而，借助对应膜片实现的微镜具有较小质量，这如上面所阐述那样有助于有利地提高微机械构件的对应实施方式的抖动稳健性和/或改善碰撞强度和/或掉落强度。在微机械构件的另一有利实施方式中，反射表面是铂层的外表面。借助所述铂层可以将高达30巴的机械应力施加到对应的膜片上，这确保了膜片的高稳健性。例如，张紧的膜片包括由至少一个氧化硅层和覆盖相邻的所述至少一个氧化硅层的至少一个氮化硅层构成的层堆垛。即使在膜片总厚度较小的情况下也可以借助这种由氧化硅和氮化硅构成的层堆垛实现处于机械应力下的膜片。优选，至少一个氧化硅层的垂直于反射表面定向的总层厚度为至少一个氮化硅层的垂直于反射表面定向的总层厚度的至少两倍。氧化硅具有-300MPa的机械应力，而氮化硅的机械应力为1000MPa。借助在此给出的在至少一个氧化硅层的总层厚度与至少一个氮化硅层的总层厚度之间的关系，这些机械应力之和得出张紧的膜片的有利的/正的内应力。从而，张紧的膜片是非常稳健的。然而在此，所述膜片也可以仅由一个处于拉应力下的层组成。作为有利的扩展方案，至少一个可通电的导体回线和/或线圈可以构造在第一膜片表面上、第二膜片表面上和/或膜片中。从而，微镜可以借助对至少一个导体回线和/或线圈的通电在外部磁场中被置于围绕至少一个旋转轴线的振动中。因此，电磁促动器的优点可以被用于微机械构件的该实施方式。有利地，膜片可以借助至少一个梁、至少一个部分框架结构和/或借助至少一个框架结构被张紧。作为对此的替代方案，膜片然而也可以仅借助至少一个由至少一个弹簧和/或保持装置施加在其上的拉力被张紧。因此，可以容易地确保张紧的膜片的稳定性。也可以在实施用于微机械构件的相应制造方法时引起前述优点。在此明确地指出，根据微机械构件的上述实施方式可扩展所述制造方法。用于微机械构件的所述制造方法具有步骤S1：将具有反射表面的微镜通过至少一个弹簧这样悬挂在保持装置上，使得所述微镜相对于所述保持装置能围绕至少一个旋转轴线被调整。此外，所述制造方法具有步骤S2：构造具有张紧的膜片的所述微镜，其中，所述反射表面至少部分地构造在所述膜片的第一膜片表面上，所述第一膜片表面指向离开在空气或真空中张紧的第二膜片表面方向。所述制造方法还具有步骤S3：至少一个能通电的导体回线和/或线圈构造在所述第一膜片表面上、在所述第二膜片表面上和/或在所述膜片中。附图说明接下来根据附图阐述本专利技术的其它特征和优点。在此示出：图1a和1b微机械构件的实施方式的示意性整体示图和部分示图；和图2用于阐述用于微机械构件的制造方法的实施方式的流程图。具体实施方式图1a和1b示出微机械构件的实施方式的示意性整体示图和部分示图。在图1中示意性示出的微机械构件具有构造为振动体的微镜10，该微镜具有(未绘出的)反射表面，该反射表面示例性地构造在微镜10的中间镜区域10a中。微机械构件也包括保持装置12和至少一个弹簧14a和14b。微镜10至少通过至少一个弹簧14a和14b这样与保持装置12连接，使得微镜10相对于保持装置12可围绕至少一个旋转轴线16调整。在图1a和1b的实施方式中，微镜10仅能围绕相对于保持装置12的(唯一)旋转轴线16调整。然而要指出，在微机械构件的一个扩展方案中，微镜10(除围绕旋转轴线16以外)也还能够围绕倾斜/垂直于旋转轴线16定向的另外的旋转轴线调整。作为扩展方案，也可以将至少一个印制导线引导经过至少一个弹簧14a和14b。反射表面至少部分地构造在微镜10的张紧的膜片18的第一膜片表面18a上。张紧的膜片18这样构造在微镜10上，使得指向离开第一膜片表面18a方向的第二膜片表面18b在空气或真空中被张紧。(因此，被用作“反射表面的载体”的膜片18不应理解为覆盖层)。假如希望的话，也可以在两个膜片表面18a和18b上都构成反射表面。选择式地也可以将对应的膜片表面18a或18b的仅部分面用作/构造为反射表面或者将对应的膜片表面18a或18b的整个面用作/构造为反射表面。(当然，也可以将图1a的“背侧”镜化(verspiegeln)为第一膜片表面18a，可能一起将图1a的“前侧”镜化为第二膜片表面18b)。由于反射表面至少部分地构造在张紧的膜片18的第一膜片表面18a上，微镜10与现有技术相比具有较小的质量m。微镜10的质量m的减小也导致微镜10的用于其围绕旋转轴线16的振动运动的转动惯量I减小。(这相应地也适用于倾斜/垂直于旋转轴线16定向的其他轴线的情况)。对于微镜10围绕旋转轴线16的振动运动的固有频率f，在至少一个弹簧14a和14b的弹簧刚度k的情况下根据公式1得出：公式1：因此，可以借助将微镜10构造有作为“反射表面的载体”的张紧膜片18来提高微镜10围绕旋转轴线16的振动运动的固有频率f，不必为此提高至少一个弹簧14a和14b的弹簧刚度k。微镜10围绕旋转轴线16的振动的固有频率f例如可以至少在1kHz(千赫兹)。(这相应地也适用于倾斜/垂直于旋转轴线16定向的其他轴线)。此外，微镜10围绕旋转轴线16的振动运动的、借助转矩M引起的最大偏转θ由公式2得出：公式2：因此，在至少一个弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机械构件，具有：‑保持装置(12)；‑带有反射表面的微镜(10)；和‑至少一个弹簧(14a，14b)，其中，所述微镜(10)至少通过所述至少一个弹簧(14a，14b)这样与所述保持装置(12)连接，使得所述微镜(10)相对于所述保持装置(12)能围绕至少一个旋转轴线(16)调整；其特征在于，所述反射表面至少部分地构造在所述微镜(10)的张紧的膜片(18)的第一膜片表面(18a)上，所述微镜具有指向离开所述第一膜片表面(18a)方向的、在空气或真空中张紧的第二膜片表面(18b)。

【技术特征摘要】
2017.11.16 DE 102017220413.31.一种微机械构件，具有：-保持装置(12)；-带有反射表面的微镜(10)；和-至少一个弹簧(14a，14b)，其中，所述微镜(10)至少通过所述至少一个弹簧(14a，14b)这样与所述保持装置(12)连接，使得所述微镜(10)相对于所述保持装置(12)能围绕至少一个旋转轴线(16)调整；其特征在于，所述反射表面至少部分地构造在所述微镜(10)的张紧的膜片(18)的第一膜片表面(18a)上，所述微镜具有指向离开所述第一膜片表面(18a)方向的、在空气或真空中张紧的第二膜片表面(18b)。2.根据权利要求1所述的微机械构件，其中，所述张紧的膜片(18)的从所述第一膜片表面(18a)至所述第二膜片表面(18b)垂直于所述反射表面定向的膜片总厚度小于等于5μm。3.根据权利要求1或2所述的微机械构件，其中，所述反射表面是铂层的外表面。4.根据上述权利要求中任一项所述的微机械构件，其中，所述张紧的膜片(18)包括由至少一个氧化硅层和覆盖相邻的所述至少一个氧化硅层的至少一个氮化硅层构成的层堆垛。5.根据权利要求4所述的微机械构件，其中，所述至少一个氧化硅层的垂直于所述反射表面定向的总层厚度为所述至少一个氮化硅层的垂直于所述反射表面定向的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·迈尔，J·穆霍，C·克普尔尼克，H·格鲁特杰克，R·施特劳布，S·马克，T·巴尔斯林科，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE