微机械式z轴惯性传感器和用于制造这种传感器的方法技术

本发明专利技术公开了一种微机械式z轴惯性传感器(100)，其具有：至少一个第一振动质量元件(10a)；和

【技术实现步骤摘要】
微机械式z轴惯性传感器和用于制造这种传感器的方法


[0001]本专利技术涉及一种微机械式z轴惯性传感器。本专利技术还涉及一种用于制造微机械式z轴惯性传感器的方法。

技术介绍

[0002]从DE 102005059905 A1中已知一种用于微机械z加速度传感器的止挡方案，其中，在可运动的结构的下侧面上设置止挡疙瘩，所述止挡疙瘩止挡在止挡面上并且由此界定在z方向上的运动。对于制造这种止挡疙瘩来说不利的是，需要一些工艺技术上的附加步骤。
[0003]在所提到的止挡方案中进一步不利的是，止挡间距通过制造工艺来调设，这意味着，只有限定高度的止挡疙瘩是可能的。在如此制造的止挡疙瘩中进一步不利的是，利用它们仅可能实现向下的止挡部。如果还应实施向上的止挡部，则需要其他工艺技术上的附加耗费。Z轴加速度传感器的利用所提到的止挡疙瘩的止挡行为由层沉积或层蚀刻来限定，其中，基于变化的比例，在所沉积的层之间的关系也可能发生变化，从而可能无法精确地限定止挡行为。

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务是，在避免上述缺点的情况下提供一种微机械式z轴惯性传感器。
[0005]根据第一方面，该任务利用微机械式z轴惯性传感器来解决，该微机械式z轴惯性传感器具有：
[0006]‑
至少一个第一振动质量元件；和
[0007]‑
与第一振动质量元件连接的扭转弹簧元件；其中，
[0008]‑
第一扭转弹簧元件分别接到衬底上，并且第二扭转弹簧元件分别接到第一振动质量元件上；其中，
[0009]‑
第一和第二扭转弹簧元件分别借助杠杆元件彼此连接，其中，杠杆元件构造为用于止挡到止挡元件上。
[0010]有利地，以这种方式能够将杠杆元件用作止挡元件。有利地，以这种方式，对于附加的层沉积，省去通过层沉积或层蚀刻的分散。有利地，以这种方式能够针对微机械式z轴惯性传感器实现非常精确且能够以成本有利的方式提供的止挡方案。尤其，在此不需要如在现有技术中要求的那样构造用于构造疙瘩(Noppen)的附加层。视杠杆元件的几何构造而定，能够以简单的方式使止挡效果参数化。
[0011]有利地，以这种方式不必改变制造工艺，而是能够借助设计或布局来实现微机械式z轴惯性传感器的止挡行为。杠杆元件限定了比例，由此辅助止挡行为的良好缩放。层沉积中的波动能够有利地通过杠杆元件的延长区域的布局来拦截，由此理想化地仅需要唯一的层沉积。
[0012]根据第二方面，该任务利用一种用于制造微机械式z轴惯性传感器的方法来解决，该方法具有以下步骤：
[0013]‑
提供至少一个第一振动质量元件；
[0014]‑
提供与第一振动质量元件连接的扭转弹簧元件；其中，
[0015]‑
第一扭转弹簧元件分别接到衬底上，并且第二扭转弹簧元件分别接到第一振动质量元件上；其中，
[0016]‑
第一和第二扭转弹簧元件分别借助杠杆元件彼此连接，其中，杠杆元件构造为用于止挡到止挡元件上。
[0017]微机械式z轴惯性传感器的优选的扩展方案是优选实施方式的内容。
[0018]微机械式z轴惯性传感器的一个有利扩展方案的特征在于，杠杆元件具有重叠区域，该重叠区域在至少两个扭转弹簧元件的正交间距上具有限定的长度。由此，指定几何杠杆比例，利用该几何杠杆比例能够以简单的方式使杠杆元件的止挡效果参数化。
[0019]微机械式z轴惯性传感器的另一有利扩展方案的特征在于，每个杠杆元件分别具有两个止挡区域。以这种方式，能够进一步改进微机械式z轴惯性传感器的止挡行为，因为利用所述杠杆元件能够实现向下和向上的止挡部。
[0020]微机械式z轴惯性传感器的另一有利扩展方案的特征在于，还设置了至少一个第二振动质量元件，其中，第一振动质量元件与第二振动质量元件一起构造为能反向平行地偏移。以这种方式，对于微机械式z轴惯性传感器有利地实现了全差分感测方案。
[0021]微机械式z轴惯性传感器的另一有利扩展方案的特征在于，杠杆元件附加地分别具有至少一个疙瘩元件。以这种方式能够实现非常限定的点状止挡部或具有有利的低附着力的小接触面。
[0022]微机械式z轴惯性传感器的另一有利扩展方案的特征在于，第一和第二扭转弹簧元件的间距与延长区域之间的比例以限定的方式构造。以这种方式，能够借助如此指定的杠杆比例精确地限定止挡特征。
[0023]微机械式z轴惯性传感器的另一有利扩展方案的特征在于，在衬底上设置与衬底电绝缘的止挡面，所述止挡面与止挡结构位于相同的电位上。由此有利地支持了：能够避免这两个元件之间的静电力并且避免止挡情况下的短路电流，这种短路电流可能会导致止挡结构与止挡面焊接在一起。
[0024]下面借助其它特征和优点根据多个附图详细描述本专利技术。相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。这些附图尤其被考虑用于阐明对于本专利技术重要的原理并且不必按正确比例地实施。为了更清楚起见能够设置，不在所有附图中绘入所有附图标记。
[0025]所公开的方法特征类似地由所公开的相应设备特征得到，并且反之亦然。这尤其意味着，涉及微机械式z轴惯性传感器的特征、技术优点和实施方式以类似的方式由涉及用于制造微机械式z轴惯性传感器的方法的相应实施方式、特征和优点得到，并且反之亦然。
附图说明
[0026]在附图中示出：
[0027]图1所提出的微机械式z轴惯性传感器的第一实施方式的俯视图；
[0028]图2所提出的微机械式z轴惯性传感器的第二实施方式的俯视图；
[0029]图3所提出的微机械式z轴惯性传感器的第三实施方式的俯视图；
[0030]图4所提出的微机械式z轴惯性传感器的第四实施方式的俯视图；以及
[0031]图5用于制造所提出的微机械式z轴惯性传感器的方法的原理流程。
具体实施方式
[0032]在下文中，为了描述几何关系，认为所提出的微机械式z轴惯性传感器的衬底平面在xy平面中延伸并且所提出的微机械式z轴惯性传感器的振动质量元件能够在z方向上偏移。
[0033]图1示出所提出的微机械式z轴惯性传感器100的第一实施方式的俯视图。
[0034]可以看到附接元件30a，第一振动质量元件10a借助该附接元件接到衬底1上。在加速力作用到第一振动质量元件10a上的情况下，该第一振动质量元件平面式地沿z方向向下或者向上运动。从附接元件30a出发，可以看到第一扭转弹簧元件11a，该第一扭转弹簧元件在第一振动质量元件10a平行于xy平面偏移的情况下能够围绕y轴扭转。
[0035]为了微机械式z轴惯性传感器100，还设置有起到止挡元件作用的杠杆元件13a，其中，杠杆元件13a借助第一扭转弹簧元件11a
…
11n接在衬底1上并且借助第二扭转弹簧元件12a
…
12n接在第一振动质量元件10a上。可以看到，杠杆元件13a具有超出第二扭转弹簧元件12a
…
12n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微机械式z轴惯性传感器(100)，所述微机械式z轴惯性传感器具有：
‑
至少一个第一振动质量元件(10a)；和
‑
与所述第一振动质量元件(10a)连接的扭转弹簧元件(11a
…
11n，12a
…
12n)；其中，
‑
第一扭转弹簧元件(11a
…
11n)分别接到衬底(1)上，并且第二扭转弹簧元件(12a
…
12n)分别接到所述第一振动质量元件(10a)上；其中，
‑
第一和第二扭转弹簧元件(11a
…
11n，12a
…
12n)分别借助杠杆元件(13a
…
13n)彼此连接，其中，所述杠杆元件(13a
…
13n)构造为用于止挡到止挡元件(3a
…
3n)上。2.根据权利要求1所述的微机械式z轴惯性传感器(100)，其特征在于，所述杠杆元件(13a
…
13n)具有重叠区域(V)，所述重叠区域在至少两个扭转弹簧元件(11a
…
11n，12a
…
12n)的正交间距上具有限定的长度。3.根据权利要求1或2所述的微机械式z轴惯性传感器(100)，其特征在于，每个杠杆元件(13a
…
13n)分别具有两个止挡区域。4.根据前述权利要求中任一项所述的微机械式z轴惯性传感器(100)，其特征在于，还设置有至少一个第二振动质量元件(10b)，其中，所述第一振动质量元件(10a)与所述第二振动质量元件(10b)一起构造为能反向平行地偏移。5.根据前述权利要求中任一项所述的微机械式z轴惯性传感器(100)，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：