[發明專利]具有止擋元件的微機械系統

在審

• 申請號: 201710729471.X
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107758603A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: J·米勒
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發明涉及一種微機械系統。本發明尤其涉及一種用于微機械系統的能運動的功能元件的止擋元件。

背景技術

微機械系統包括基底和功能元件，該功能元件相對于基底能運動地支承。微機械系統的部件(也稱為MEMS，微電子機械系統或微機電一體化系統)通常具有在1至100μm范圍之間的尺寸，并且微機械系統在一個維度上具有約20μm至1mm的尺寸。用于微機械系統的典型應用領域包括加速度傳感器、轉動速率傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器、儀器的微機械仿造，例如泵或齒輪結構等。通過進一步縮小能夠由微機械系統產生納米技術系統，在這里示出的上下文涉及該系統。

在微機械系統功能結構的表面相互碰觸時，該微機械系統能夠靈敏地作出反應。尤其，功能結構在此能夠與其它元件粘接，使得該系統的功能能力可能受限。

發明內容

本發明所基于的任務在于，提供一種具有改進的彈性止擋元件的微機械系統，以便更好地防止功能元件與止擋元件粘接。該任務通過本發明的主題來解決。在下文中給出優選的實施方式。

微機械系統包括基底、相對于基底能運動地受支承的功能元件和彈性止擋。止擋元件具有安裝在基底上的第一端部和第二端部，該第二端部設立成用于在該功能元件以預確定的量值從靜止位置中偏轉出來時與功能元件嵌接。在此，止擋元件沿第一方向和第二方向彈性地構造，該第一方向與功能元件的優選方向重合，該第二方向與第一方向垂直地延伸。

借助本發明能夠避免功能元件附著在其它元件上并且避免完全或部分地失去其運動能力。本發明能夠被用于有效地防止功能元件附著在基底區段上、在與基底剛性連接的垂直取向的元件上或在一個能運動的其它功能元件上。也能夠阻止兩個能偏轉出來的膜片的附著。

為了避免粘接已知的是，對表面進行涂覆(“anti-stiction-coating”:防靜摩擦涂層)。然而，這種涂層的防附著作用和表面濕潤是受限的或者可能被在制造微機械系統時的其它過程干擾。替代地提出，如此剛性地設計這些元件，使得在統計學上強烈降低關鍵面的碰觸概率。然而，這可能降低微機械系統的靈敏性。也提出，在關鍵的止擋點上沿利用方向裝入彈動的止擋。在相應表面相互碰到時，止擋引發附加的復位力，該復位力能夠幫助粘接的表面在相互碰到后重新松開。然而，由此可能減小功能元件的自由行程。此外，在一些微機械系統上可能出現功能元件的二維運動，使得彈動的止擋不僅以碰撞或壓力被加載而且在切向上以摩擦力被加載。在此尤其可能出現一些情況，在這些情況中沿功能元件的優選方向不引起或僅引起小的力，盡管如此卻發生垂直于該優選方向延伸的摩擦。在此，對應的表面的粘接概率可能強烈地提高。

根據本發明能夠克服這些缺點，其方式是：通過止擋元件的二維功能能力可靠地防止功能元件附著在其它元件上。在此，本發明能夠使用在微機械系統上并且在進一步縮小的情況下也能夠使用在納米技術的系統上，因為在繼續小型化的情況下系統的表面與體積的比例增大，使得表面效應的控制變得越來越重要。

常常不能夠在所有情況下將功能元件相對于微機械系統的能運動性限制到優選方向上。功能元件在由第一和第二方向展開的平面中的二維運動能夠被二維的彈性止擋元件更好地接收。為了該運動，兩個任意空間方向能相組合。由此能夠使功能元件相對于止擋元件側向運動、即劃過或打滑的概率較小。能夠以改進的方式防止功能元件與彈性止擋元件的粘接。微機械系統由于粘接而出現的功能損害能夠更好地被避免。在兩個方向上有彈性的功能元件能夠借助用于微機械系統的已知制造技術來制造。

在一個特別優選的實施方式中，止擋元件的第二端部和功能元件的為了嵌接而設立的區段這樣實施，使得能夠在兩個方向上實現力鎖合的嵌接。為此，在第一變型方案中止擋元件的第二端部凹形地實施，并且功能元件的為了嵌接而設立的區段伸長地實施。在另一變型方案中，止擋元件的第二端部伸長地實施，并且功能元件的為了嵌接而設立的區段凹形地實施。

伸長的元件或者說伸長的區段尤其能夠棍形地構造。伸長的元件能夠允許功能元件沿兩個方向自由運動，直至該功能元件與凹形的元件嵌接。能夠沿兩個方向嵌接到凹形元件中。凹形的區段尤其能夠呈C形或U形地構造在這兩個方向的平面中。

在另一優選實施方式中，伸長的元件具有凸形的端部區段。功能元件在不與止擋元件嵌接情況下能從靜止位置中走過的行程能夠被更好地確定。尤其優選的是，凸形元件的半徑小于凹形元件的半徑。由此能夠更好地接收功能元件沿僅一個方向的運動。在凹形元件和凸形元件之間的嵌接區域能夠縮小，使得能夠減小元件粘接的危險。