[發明專利]用于傳感器元件的微機械彈簧

有效

• 申請號: 201710979387.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107963606B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: M·科斯特;R·艾德
• 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;B81C1/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及用于傳感器元件的微機械彈簧(100)，所述微機械彈簧具有：?沿傳感軸線(A)構造的至少兩個彈簧區段(10、20)；?其中，所述至少兩個彈簧區段(10、20)分別具有限定的長度(L1、L2)；并且?其中，所述至少兩個彈簧區段(10、20)具有限定地不同的寬度(B1、B2)。

技術領域

本發明涉及一種用于傳感器元件的微機械彈簧。本發明還涉及一種用于制造用于傳感器元件的微機械彈簧的方法。

背景技術

現今，在z-或xz-加速度傳感器中的扭轉彈簧(作為可轉動的擺桿)要么設計有簡單的梁，其中，長度和寬度作為設計自由度使用，要么當除了一般要求(關于檢測靈敏度等的要求)之外還要附加地滿足振動要求時設計為梯形彈簧(兩個與橫梁連接的縱梁)。

對于簡單的梁的情況，通過一個長度和一個寬度調整所需要的使用模式(檢測模式)，這導致，其他模式的位置是預給定的。因此，在不移動使用模式的情況下使干擾模式移動實際上是不可能的，反之亦然。

當前對于該問題的解決方案在于，使用非常短和薄的微機械彈簧，這導致大的制造波動(強烈取決于邊緣損失，即，實際制造的尺寸相對于計劃的尺寸由于制造公差而產生的偏差)。

US?2008/0141774?A1公開了一種加速度傳感器，該加速度傳感器在一個方向上敏感，其中，測量幾乎不由于垂直于該方向起作用的干擾加速度而失真。為了該目的，加速度傳感器的彈簧具有兩個彎曲梁，所述彎曲梁與橫梁連接。

DE?10?2006?051?329?A1公開了一種根據擺桿原理的Z-加速度傳感器，該Z-加速度傳感器通過結構決定的誤差偏轉而具有降低的干擾靈敏度。為了該目的，提出一種多個平行走向的扭轉彈簧的多層布置，由此使得所述布置的彎曲剛度相對于單個彈簧的彎曲剛度顯著提高。

US?2014/0331770?A1公開了一種機械連接裝置，該機械連接裝置形成用于MEMS(微機電系統)和NEMS(納米機電系統)機械結構的轉動支點。

US?2013/0192362?A1公開了一種容許振動的加速度傳感器結構。

發明內容

本發明的任務是，提供一種用于傳感器元件的改進的微機械彈簧。

所述任務通過用于傳感器元件的微機械彈簧解決，所述微機械彈簧具有：

-沿傳感軸線構造的至少兩個彈簧區段；

-其中，所述至少兩個彈簧區段分別具有限定的長度；并且

-其中，所述至少兩個彈簧區段具有限定地不同的寬度。

有利地，以該方式提供用于微機械彈簧的附加的自由度，其方式是，也可以影響關于干擾模式的靈敏度。

根據第二方面，本發明通過用于制造用于傳感器元件的微機械彈簧的方法解決，所述方法具有以下步驟：

-構造至少兩個彈簧區段，其中，所述至少兩個彈簧區段這樣構造，使得具有第一長度的第一彈簧區段相對于具有第二長度的第二彈簧區段限定地不同寬度地構造。

此外提出根據本發明的微機械彈簧的優選實施方式。

微機械彈簧的有利擴展方案的特征在于，所述至少兩個彈簧區段這樣構造，使得微機械彈簧的檢測模式與微機械彈簧的干擾模式在一頻率范圍中隔開限定的間距。由此能夠有利地提供相對于干擾模式所希望的不靈敏性，這對于特定的傳感器是有利的。以該方式實現模式優化的彈簧設計，該彈簧設計引起傳感器元件的有利的運行特性。

微機械彈簧的另一有利擴展方案的特征在于，通過第一彈簧區段可以影響微機械彈簧的檢測模式并且通過第二彈簧區段可以影響干擾模式。由此可以通過不同的彈簧區段分別影響特定的模式，這能夠實現微機械彈簧的高度的設計多樣性。