[發(fā)明專利]微機械z加速度傳感器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710976930.4 | 申請日： | 2017-10-19 |
| 公開（公告）號： | CN107976557B | 公開（公告）日： | 2022-05-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | A·皮格勒尼耶;D·古格爾;G-N-C·烏爾希里;M·林克-萊斯卡納;S·京特;T·赫爾 | 申請（專利權(quán)）人： | 羅伯特·博世有限公司 |
| 主分類號： | G01P15/08 | 分類號： | G01P15/08;G01P15/18;B81B3/00;B81C1/00;B81B7/02 |
| 代理公司： | 永新專利商標代理有限公司 72002 | 代理人： | 郭毅 |
| 地址： | 德國斯*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 微機 加速度 傳感器 | ||
一種微機械z加速度傳感器(100)，所述微機械z加速度傳感器具有：具有扭轉(zhuǎn)彈簧(20)的振動質(zhì)量元件(10)；其中，所述扭轉(zhuǎn)彈簧(20)具有錨固元件(21)，所述扭轉(zhuǎn)彈簧(20)借助所述錨固元件(21)連接到襯底上；其中，所述扭轉(zhuǎn)彈簧(20)在兩端處借助在所述振動質(zhì)量元件(10)的平面內(nèi)垂直于所述扭轉(zhuǎn)彈簧(20)構(gòu)造的梁狀連接元件(30)與所述振動質(zhì)量元件(10)連接。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種微機械z加速度傳感器。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造微機械z加速度傳感器的方法。
背景技術(shù)
US 2008/0087085 A1公開了一種具有自由落體自測試適用性的MEMS傳感器，其中，為傳感器的自測試執(zhí)行器設(shè)置能在三個相互正交的方向上伸縮的彈簧。
US 2010/0107763 A1公開了一種具有在相互正交的方向上解耦合的感測能力的傳感器。為此目的，設(shè)置具有彈簧元件的錨固系統(tǒng)(Ankersystem)，該彈簧元件允許質(zhì)量在x和y方向上偏轉(zhuǎn)。
US 2012/0186346 A1公開了一種具有折疊式扭轉(zhuǎn)彈簧的MEMS傳感器。
US 2014/0331770 A1公開了一種構(gòu)造用于MEMS機械結(jié)構(gòu)和NEMS機械結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)點的機械連接。
US 2013/0192362 A1公開了一種耐振動的加速度傳感器結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種改善的微機械z加速度傳感器。
根據(jù)第一方面，所述任務(wù)借助一種微機械z加速度傳感器來解決，所述微機械z加速度傳感器具有：
-具有扭轉(zhuǎn)彈簧的振動(seismisch)質(zhì)量元件；其中，
-扭轉(zhuǎn)彈簧具有錨固元件，扭轉(zhuǎn)彈簧借助該錨固元件連接到襯底上；其中，
-扭轉(zhuǎn)彈簧在兩端處借助在振動質(zhì)量元件的平面內(nèi)法向(normal)于扭轉(zhuǎn)彈簧構(gòu)造的梁狀連接元件與振動質(zhì)量元件連接。
由此，有利地實現(xiàn)，在高負載情況下，至少一部分機械變形能量由連接元件吸收。有利的是，由此，在微機械z加速度傳感器的運行時間內(nèi)可以實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)彈簧的更少的斷裂。有利地，借助扭轉(zhuǎn)彈簧到振動質(zhì)量的特定連接不對xy平面內(nèi)的z加速度傳感器的運動特征產(chǎn)生不利影響。
根據(jù)第二方面，所述任務(wù)借助一種用于制造微機械z加速度傳感器的方法來實現(xiàn)，所述方法具有以下步驟：
-構(gòu)造具有扭轉(zhuǎn)彈簧的振動質(zhì)量元件；
-借助錨固元件將扭轉(zhuǎn)彈簧固定(verankern)在襯底上；其中，
-扭轉(zhuǎn)彈簧在兩端處借助各一個連接元件與振動質(zhì)量元件連接，其中，將連接元件在振動質(zhì)量元件的平面內(nèi)梁狀地法向于扭轉(zhuǎn)彈簧構(gòu)造。
提出微機械z加速度傳感器的優(yōu)選實施方式。
微機械z加速度傳感器的有利的擴展方案的特征在于，扭轉(zhuǎn)彈簧比連接元件受限定地(definiert)更軟并且連接元件比振動質(zhì)量元件受限定地更軟。以這種方式，將有利的剛度關(guān)系提供給微機械z加速度傳感器的各個元件，所述有利的剛度關(guān)系在高機械負載下實現(xiàn)有利的運行特性。
微機械z加速度傳感器的另一種有利的擴展方案設(shè)置：連接元件的寬度是約2μm至約5μm。以這種方式實現(xiàn)，將連接元件構(gòu)造成比扭轉(zhuǎn)彈簧受限定地更剛。
微機械z加速度傳感器的另一種有利的構(gòu)造設(shè)置：連接元件的長度為約100μm至約200μm。以這種方式也實現(xiàn)，將連接元件構(gòu)造得比扭轉(zhuǎn)彈簧受限定地更剛。
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