微机械传感器组件制造技术

本发明专利技术涉及一种微机械传感器组件，包括质量，该质量至少沿z方向可偏移，其中，在所述质量上在沿z方向取向的侧面的至少一个上通过连接装置布置有弹动地构造的止挡装置。

【技术实现步骤摘要】
微机械传感器组件
本专利技术涉及一种微机械传感器组件，该微机械传感器组件包括至少沿z方向可偏移的质量。本专利技术还涉及一种用于制造微机械组件的方法。虽然本专利技术可一般性地应用于微机械传感器组件，但关于微机械惯性传感器来阐释本专利技术。虽然本专利技术可一般性地应用于任意可偏移的质量，但关于弹簧-质量系统的振动质量来阐释本专利技术。
技术介绍
微机械惯性传感器还作为加速度传感器或倾斜传感器使用。在机械过载的情况下所述微机械惯性传感器的振动质量与固定的止挡结构接触，该止挡结构限制振动质量的进一步运动。在此，振动质量的偏移可以平行于衬底的平面，在加速度传感器或转速传感器中也可以垂直于衬底平面。在后面的情况中止挡结构垂直于衬底平面地布置。在出现机械过载时振动质量可以粘在止挡结构上。此外，在过载的情况下止挡结构和/或振动质量由于在止挡中传递的动能而变形。由US2010/007874A1已知一种微机械传感器组件，该微机械传感器组件包括沿z方向可偏移的质量。在这里，所述质量具有与该质量连接的附加弹簧元件，该弹簧元件布置在所述质量的平面中并且沿z方向可偏移，并且该弹簧元件构造成用于提供与所述质量的偏移力相反的力。由US2016/0094156A1已知一种微机械传感器。该微机械传感器包括弹簧-质量系统。此外，止挡布置在用于弹簧-质量系统的质量的衬底上。在此，止挡布置在板形柔性元件上，该元件又布置在固定的支承点上。由KR2015/0090629A已知一种具有膜片的微机械传感器，该膜片具有用于可偏移的质量的止挡。在此，包括止挡在内的所述膜片固定地布置在可偏移的质量的上方和下方。
技术实现思路
在一种实施方式中，本专利技术提供一种微机械传感器组件，该微机械传感器组件包括至少沿z方向可偏移的质量，其中，在所述质量上在沿z方向取向的侧面的至少一个上通过连接装置布置有弹动地构造的止挡装置。在另一实施方式中，本专利技术提供一种用于制造根据本专利技术的微机械组件的方法，其中，相继地制造包括止挡装置和薄层的止挡层、包括连接结构的连接层和所述质量，其中，对于每个层相继地：-沉积用于该层的材料，-将所沉积的材料结构化，-将牺牲层沉积到所结构化的材料上，并且-将牺牲层结构化，并且，其中，随后除去所有牺牲层。由此所实现的优点之一是，在过载情况下能够实现所传递的动能的降低。另一优点是，由此避免微机械结构的损害和变形。另一优点是，避免偏移的质量在止挡结构、衬底或类似结构上的粘附或者至少减小粘附的可能性。关于偏移的概念“z方向”应最广义地理解并且在本专利技术中涉及任意取向的偏移方向。下面描述或者由此公开本专利技术的其他特征、优点和其他实施方式：根据有利的扩展方案，布置有呈连接层形式的连接装置。由此所实现的优点之一是，由此能够以简单的方式制造连接装置。根据另一有利的扩展方案，止挡装置包括尤其由硅制造的薄层，该薄层在它背离所述质量的一侧上具有至少一个止挡。由此的优点是，由此通过止挡与薄层的共同作用提供有效的弹簧作用。此外，能够以简单的方式实现止挡的安置或施加。在这里薄层尤其理解为以下层：该层沿z方向的厚度明显小于所述质量的厚度、优选小于25％、尤其小于20％、尤其小于15％、优选具有所述质量沿z方向的厚度的仅10％。薄层的厚度和止挡沿z方向的延伸尺度的比例优选在1和15之间、尤其在2和7之间、优选为3。止挡沿z方向的延伸尺度的大小和薄层的厚度尤其在0.25μm和2μm之间。根据另一有利的扩展方案，布置有多个止挡，所述止挡至少沿z方向具有不同的延伸尺度和/或不同的刚性。由此一方面能够实现所述质量通过止挡的阻尼的精细划分，另一方面可以通过多个止挡的布置以非常灵活的方式提供借助于阻尼组件通过止挡的布置或构造所实现的阻尼作用。根据另一有利的扩展方案，止挡在沿着薄层的至少一个方向中具有沿z方向增大的延伸尺度。由此能够以非常灵活的方式提供沿着所述至少一个方向的梯级式的阻尼。根据另一有利的扩展方案，薄层具有至少一个槽和/或至少一个孔和/或至少一个突起部。由此所实现的优点之一是，能够以简单的方式并且同时以非常灵活的方式使薄层的阻尼作用或弹簧作用适配于预给定的条件。根据另一有利的扩展方案，以周期性方式和/或对称的方式布置有多个槽和/或孔。由此的优点是，能够以简单的方式实现薄层的结构化以用于灵活地确定阻尼作用或弹簧作用。根据另一有利的扩展方案，在薄层的与连接装置连接的区域中布置具有较高刚性的止挡。由此防止薄层的过度弯曲。根据另一有利的扩展方案，在薄层上非对称地布置有多个止挡。借助于非对称的布置可以提供倾斜力矩，这进一步降低止挡在过载时在衬底或类似结构上的粘附倾向。根据另一有利的扩展方案，连接装置呈U形地构造并且布置在薄层的两个相对置的侧上，其中，各个角是倒圆的。由此借助于连接装置避免应力、翘曲或类似影响作用到薄层上。根据另一有利的扩展方案，作为振动质量的所述质量构造为弹簧-质量系统的一部分。以该方式可以提供非常可靠的惯性传感器。根据另一有利的扩展方案，使所述层中的至少一个层的已结构化的材料在相应牺牲层结构化之后重新结构化。这例如能够实现具有槽或类似结构的薄层的结构化。本专利技术的其他重要特征和优点由附图和参照附图的附图描述得出。要理解的是，前面提到的和后面还要阐释的特征不仅能够用在相应说明的组合中，而且也能够以其他组合或单独使用，而不偏离本专利技术的框架。本专利技术的优选实施方案和实施方式在附图中示出并且在随后的说明中详细阐释，其中，相同的附图标记涉及相同的或类似的或者功能相同的构件或元件。附图说明在此，以示意性的方式示出，图1根据本专利技术的实施方式的微机械传感器组件的横截面；图2根据本专利技术的另一实施方式的微机械传感器组件的横截面；图3根据本专利技术的实施方式的微机械组件的一部分的俯视图；图4根据本专利技术的实施方式的微机械组件的一部分的俯视图；和图5根据本专利技术的实施方式的微机械组件的薄层的从下方看的视图。具体实施方式图1以示意性的方式示出根据本专利技术的实施方式的微机械传感器组件的横截面。在图1中详细示出微机械传感器组件100的横截面。微机械传感器组件100包括振动质量4，该振动质量可以沿z方向7、即在图1中向上或向下平移地运动或偏移。在振动质量4的下侧4’上、即在振动质量4的两侧的朝着沿z方向7偏移的方向的一侧上部分地布置有连接层3，该连接层与薄层2连接。在振动质量4和薄层2之间布置有可弯曲的区域。该区域通过以下方式形成：连接层3在振动质量4和薄层2之间具有槽8。在薄层2的背离振动质量4的一侧上示出两个止挡5和6。止挡5具有沿z方向7大于第二止挡6的厚度。此外，止挡5关于振动质量4的中点(这里未示出，该中点在图1中位于振动质量向右进一步走向的区域中)比止挡6更靠外。在此，振动质量4可以由硅制造，连接层3同样由硅制造。振动质量4和连接层3与同样可以由硅制造的薄层2机械固定地锚定或连接。这两个止挡5或6可以由硅、氮化硅或锗制造。如果现在可运动的微机械传感器组件100由于机械过载沿负的z方向7偏移，那么首先第一止挡5贴放在具有衬底接合部1的不可运动的硅、氮化硅、铜或铝层上。在进一步偏移的情况下薄层2产生运动并且在此吸收过载的动能的一部分。从薄层2的一定偏移开始第二止挡6沿负的z方向7贴放在不可运动的硅层1上，在这里该第二止挡具有大于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微机械传感器组件(100)，包括：质量(4)，该质量至少沿z方向(7)能偏移，其中，在所述质量(4)上在沿方向(7)取向的侧面(4’)中的至少一个上通过连接装置(3)布置有弹动地构造的止挡装置(2、5)。

【技术特征摘要】
2017.09.25 DE 102017216962.11.微机械传感器组件(100)，包括：质量(4)，该质量至少沿z方向(7)能偏移，其中，在所述质量(4)上在沿方向(7)取向的侧面(4’)中的至少一个上通过连接装置(3)布置有弹动地构造的止挡装置(2、5)。2.根据权利要求1所述的微机械传感器组件，其中，所述连接装置(3)呈连接层的方式布置。3.根据权利要求1或2所述的微机械传感器组件，其中，所述止挡装置(2、5)包括尤其由硅制造的薄层(2)，该薄层在它背离所述质量(4)的一侧上具有至少一个止挡(5、5’、5”、6)。4.根据权利要求3所述的微机械传感器组件，其中，布置有多个止挡(5、5’、5”、6)，所述止挡至少沿z方向(7)具有不同的延伸尺度和/或不同的刚性。5.根据权利要求4所述的微机械传感器组件，其中，所述止挡(5、5’、5”、6)在沿着所述薄层(2)的至少一个方向上具有沿z方向(7)增大的延伸尺度。6.根据权利要求3至5中任一项所述的微机械传感器组件，其中，所述薄层(2)具有至少一个槽(10)和/或至少一个孔和/或至少一个突起部。7.根据权利要求6所述的微机械传感器组件，其中，多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·P·赫措根拉特，D·古格尔，J·瓦尔德曼，M·雅克斯，M·科斯特，
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