專(zhuān)利名稱(chēng)：微機(jī)械構(gòu)件和用于微機(jī)械構(gòu)件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前述部分的微機(jī)械構(gòu)件。此外本發(fā)明還涉及用于微機(jī)械構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)械構(gòu)件通常具有相對(duì)于微機(jī)械構(gòu)件的保持裝置可調(diào)節(jié)的元件。此外，微機(jī)械構(gòu)件還可以具有分析處理裝置，所述分析處理裝置被設(shè)計(jì)用于確定關(guān)于可調(diào)元件相對(duì)于保持裝置的當(dāng)前位置的信息。傳統(tǒng)的分析處理裝置例如包括光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括用于發(fā)射朝著可調(diào)元件的反射表面的光束的光源和用于測(cè)定在反射表面上反射的光束的入射點(diǎn)的探測(cè)器。 但這種光學(xué)傳感器相對(duì)較貴且需要相對(duì)較大的空間。此外，用于分析處理由光學(xué)傳感器提供的值的分析處理方法相對(duì)繁瑣。作為光學(xué)傳感器的替代方案，分析處理裝置可以具有電容傳感器。在此情況下，可調(diào)元件具有第一電極。第一電極與固定地設(shè)置在保持裝置上的第二電極之間的電容能夠推出可調(diào)元件相對(duì)于保持裝置的當(dāng)前位置。但具有這種電容傳感器的分析處理裝置需要高耗費(fèi)的電子裝置以濾除干擾信號(hào)。此外，用于相對(duì)于保持裝置調(diào)節(jié)所述可調(diào)元件的電驅(qū)動(dòng)裝置的施加電壓可能導(dǎo)致電容傳感器的測(cè)量誤差。此外，由現(xiàn)有技術(shù)已知了一些測(cè)量方法，在這些測(cè)量方法中，彈簧配備有壓阻傳感器元件，可調(diào)元件通過(guò)所述彈簧與保持裝置連接。在此情況下，相對(duì)于保持裝置調(diào)節(jié)可調(diào)元件往往引起作用到壓阻元件上的機(jī)械應(yīng)力。由壓阻傳感器元件提供的傳感器信號(hào)由于所述機(jī)械應(yīng)力而發(fā)生變化。但實(shí)施這種測(cè)量方法需要借助于電供給和/或探測(cè)線(xiàn)路電連接設(shè)置在彈簧上或彈簧中的壓阻傳感器元件。這尤其是在使用至少兩個(gè)壓阻傳感器元件來(lái)測(cè)定可調(diào)元件在至少兩個(gè)空間方向上的當(dāng)前位置時(shí)經(jīng)常導(dǎo)致問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在這種測(cè)量方法中，第一壓阻傳感器元件設(shè)置在第一彈簧上或第一彈簧中，第二壓阻傳感器元件設(shè)置在第二彈簧上或第二彈簧中。通常在調(diào)節(jié)所述可調(diào)元件時(shí)繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)扭轉(zhuǎn)第一彈簧。相應(yīng)地，當(dāng)繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)相對(duì)于保持裝置調(diào)節(jié)所述可調(diào)元件時(shí)，扭轉(zhuǎn)第二彈簧。如果第一彈簧構(gòu)造為外部彈簧而第二彈簧構(gòu)造為內(nèi)部彈簧，則必須引導(dǎo)第二壓阻傳感器元件的供電和/或探測(cè)線(xiàn)路通過(guò)第一彈簧。這尤其在寬度小于50 μ m的窄彈簧的情況下是幾乎不可實(shí)施的。此外，在第一彈簧彎曲時(shí)可能損害第二壓阻傳感器元件的供電和 /或探測(cè)線(xiàn)路(尤其是當(dāng)其由鋁制成時(shí))。另外，第二壓阻傳感器元件的被引導(dǎo)通過(guò)第一彈簧的供電和/或探測(cè)線(xiàn)路通常會(huì)降低可調(diào)元件繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的可調(diào)節(jié)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有權(quán)利要求1的特征的微機(jī)械構(gòu)件和具有權(quán)利要求11的特征的用于微機(jī)械構(gòu)件的制造方法。
彈簧的第一固定區(qū)域和/或彈簧的第二固定區(qū)域例如可理解為保持裝置的以下區(qū)域和/或可調(diào)元件的以下區(qū)域所述區(qū)域接觸或者緊鄰彈簧。優(yōu)選地，彈簧通過(guò)第一固定區(qū)域如此與保持裝置的至少一個(gè)子單元連接并且通過(guò)第二固定區(qū)域如此與可調(diào)元件的至少一個(gè)子單元連接，使得在彈簧扭轉(zhuǎn)或彎曲時(shí)在至少一個(gè)固定區(qū)域中出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力。通過(guò)第一壓阻傳感器元件和第二壓阻傳感器元件設(shè)置在共同的彈簧上或者共同的彈簧中或者至少一個(gè)固定區(qū)域中，例如可以構(gòu)造第一壓阻傳感器元件和第二壓阻傳感器元件的至少一個(gè)共同的線(xiàn)路。共同的線(xiàn)路可理解為接觸第一壓阻傳感器元件和第二壓阻傳感器元件的線(xiàn)路。通過(guò)所述方式，在兩個(gè)壓阻傳感器元件設(shè)置在共同的彈簧上時(shí)，可減少所述兩個(gè)壓阻傳感器元件的電連接所需的線(xiàn)路的數(shù)量。通過(guò)減少所需線(xiàn)路的數(shù)量可以確保可調(diào)元件相對(duì)于保持裝置更好的可調(diào)節(jié)性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，第二壓阻傳感器元件與第一壓阻傳感器元件設(shè)置在同一彈簧上或者同一彈簧中。在此情況下，在彈簧扭轉(zhuǎn)或彎曲時(shí)，相對(duì)較大的機(jī)械應(yīng)力被施加到兩個(gè)傳感器元件中的至少一個(gè)上。優(yōu)選地，兩個(gè)傳感器裝置被如此設(shè)計(jì)，使得第一傳感器裝置不檢測(cè)/確定作用到第二傳感器元件上的第一機(jī)械應(yīng)力，第二傳感器裝置不檢測(cè)/確定作用到第一傳感器元件上的機(jī)械應(yīng)力。特別地，具有兩個(gè)壓阻傳感器元件的彈簧可以被構(gòu)造為外部彈簧。在此情況下，具有兩個(gè)壓阻傳感器元件的彈簧被設(shè)計(jì)用于與保持裝置的直接接觸。因此消除了通常在引導(dǎo)線(xiàn)路通過(guò)至少一個(gè)彈簧時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題。特別地，避免了損害被引導(dǎo)通過(guò)彈簧的線(xiàn)路的風(fēng)險(xiǎn)。此外，對(duì)于特定的變型方案，需要通過(guò)外部彈簧引導(dǎo)兩個(gè)電位(地電位和多個(gè) 100V范圍內(nèi)的可變信號(hào))，用于真正的控制。這樣高的電壓通常可以干擾選擇信號(hào)。因此， 優(yōu)選地在外部彈簧上進(jìn)行探測(cè)。在以上所述段落中描述的微機(jī)械構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)在用于微機(jī)械構(gòu)件的相應(yīng)制造方法中也可以得到保證。


以下根據(jù)附圖闡述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出微機(jī)械構(gòu)件的第一實(shí)施方式的橫截面；圖2示出微機(jī)械構(gòu)件的第二實(shí)施方式的彈簧；圖3A至3C示出用于顯示微機(jī)械構(gòu)件的壓阻傳感器元件的設(shè)置可能性的坐標(biāo)系；圖4示出微機(jī)械構(gòu)件的第三實(shí)施方式的彈簧；圖5示出微機(jī)械構(gòu)件的第四實(shí)施方式的彈簧；圖6示出微機(jī)械構(gòu)件的第五實(shí)施方式的彈簧；圖7示出微機(jī)械構(gòu)件的第六實(shí)施方式的彈簧。
具體實(shí)施例方式圖1示出微機(jī)械構(gòu)件的第一實(shí)施方式的橫截面。示出的微機(jī)械構(gòu)件的橫截面沿彈簧12的縱軸線(xiàn)10延伸，可調(diào)元件14通過(guò)所述彈簧12與微機(jī)械構(gòu)件的保持裝置16連接。彈簧12可以由單晶硅材料結(jié)構(gòu)化形成。用于彈簧12的優(yōu)選材料是硅。優(yōu)選地，彈簧12的縱軸線(xiàn)10沿單晶硅材料的110晶體方向延伸。 如以下仍要詳細(xì)闡述的，這種彈簧12簡(jiǎn)化了惠斯通電橋和/或x-ducer的實(shí)現(xiàn)。首先在此情況下，可容易地實(shí)施惠斯通電橋或x-ducer的壓阻傳感器元件的有利定向。特別地，彈簧 12可以與保持裝置16和/或可調(diào)元件14的至少一個(gè)子單元一體地構(gòu)造。在示出的實(shí)施例中，彈簧12的與保持裝置16相鄰的第一端部區(qū)段具有穿通的槽口，所述槽口將彈簧12劃分為第一臂，(未示出的)第二臂和連接梁。以下更詳細(xì)地介紹彈簧12的這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)。除彈簧12以外，微機(jī)械構(gòu)件還可以包括至少一個(gè)另外的彈簧，其連接可調(diào)元件14 和保持裝置16。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，構(gòu)造為外部彈簧的彈簧12可以將保持裝置16 與至少一個(gè)構(gòu)造為內(nèi)部彈簧的另外的彈簧連接，而所述至少一個(gè)內(nèi)部彈簧設(shè)置在彈簧12 和可調(diào)元件14之間。除構(gòu)造為外部彈簧的彈簧12以外，所述微機(jī)械構(gòu)件還可以包括另一個(gè)外部彈簧。以下描述的根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)不要求至少一個(gè)另外的彈簧。因此在這里描述的實(shí)施方式不限于所述至少一個(gè)另外的彈簧或者所述至少一個(gè)另外的彈簧的確定構(gòu)造?？烧{(diào)元件14例如可以包括(未示出的)鏡板。但需要指出，微機(jī)械構(gòu)件不限于作為微鏡的構(gòu)造。在示出的實(shí)施方式中，微機(jī)械構(gòu)件包括設(shè)置在可調(diào)元件14上的執(zhí)行元件電極梳 18和與保持裝置16固定連接的定子電極梳20。電極梳18和20是靜電驅(qū)動(dòng)裝置的子單元，所述靜電驅(qū)動(dòng)裝置被設(shè)計(jì)用于相對(duì)于保持裝置16調(diào)節(jié)所述可調(diào)元件14。但是，微機(jī)械構(gòu)件不限于這種靜電驅(qū)動(dòng)裝置。作為電極梳18和20的替代方案或補(bǔ)充方案，微機(jī)械構(gòu)件可以包括至少一個(gè)另外的電和/或磁的驅(qū)動(dòng)組件。優(yōu)選地，微機(jī)械構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)裝置被設(shè)計(jì)用于相對(duì)于保持裝置16繞彈簧12的縱向 10以及繞與縱向10不平行地定向的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)所述可調(diào)元件14。在此情況下，也稱(chēng)作雙軸懸置的可調(diào)元件14。示出的微機(jī)械構(gòu)件包括具有(未繪出的)第一壓阻傳感器元件的第一傳感器裝置 22和具有(未示出的)第二壓阻傳感器元件的第二傳感器裝置24。第一壓阻傳感器元件和第二壓阻傳感器元件設(shè)置在彈簧12上或者彈簧12中。壓阻傳感器元件設(shè)置在彈簧12 上或者彈簧12中例如可理解為這些壓阻傳感器元件的位于彈簧12與保持裝置16的第一連接面26和彈簧12與可調(diào)元件14的第二連接面28之間的位置。連接面26和28也可以是虛擬的面，即彈簧12的最小端部區(qū)段，和/或彈簧12的固定區(qū)域。以下更詳細(xì)地描述傳感器裝置22和24的壓阻傳感器元件的有利的實(shí)施例和位置。在微機(jī)械構(gòu)件上可以通過(guò)涂層30和摻雜32構(gòu)造用于驅(qū)動(dòng)裝置和/或傳感器裝置 22和24中的至少一個(gè)的電連接的線(xiàn)路。因?yàn)閷?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言用于制造彈簧12、 具有電極梳18和20的驅(qū)動(dòng)裝置以及由涂層30和摻雜32構(gòu)成的線(xiàn)路的方法根據(jù)圖1是顯而易見(jiàn)的，所以在這里對(duì)此進(jìn)行介紹。圖2示出微機(jī)械構(gòu)件的第二實(shí)施方式的彈簧。如果在示出的彈簧12上沒(méi)有施加負(fù)載，則彈簧12位于其初始位置(實(shí)線(xiàn))中。這例如是用于調(diào)節(jié)微機(jī)械構(gòu)件的可調(diào)元件的驅(qū)動(dòng)裝置沒(méi)有運(yùn)行時(shí)的情況。彈簧12在其初始位置中沿其縱軸線(xiàn)10延伸。通過(guò)示出的彈簧12，(未繪出的)可調(diào)元件與(僅僅部分示出的)保持裝置6可調(diào)節(jié)地連接。優(yōu)選地，可以繞縱軸線(xiàn)10和與縱軸線(xiàn)10不平行地定向的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)元件。有利地，旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)垂直于縱軸線(xiàn)10?？烧{(diào)元件繞縱軸線(xiàn)10和/或旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致彈簧12的相應(yīng)的彎曲運(yùn)動(dòng)(虛線(xiàn))。如果例如繞縱軸線(xiàn)10旋轉(zhuǎn)可調(diào)元件，則這導(dǎo)致彈簧12繞縱軸線(xiàn)10的扭轉(zhuǎn)。彈簧 12繞縱軸線(xiàn)10的扭轉(zhuǎn)以下理解為彈簧12的變形，在所述變形時(shí)彈簧12的朝著可調(diào)元件的第二端部區(qū)段被相對(duì)于彈簧12的與保持裝置16相鄰的第一端部區(qū)段繞縱軸線(xiàn)10旋轉(zhuǎn)。 在彈簧12繞縱軸線(xiàn)10這樣扭轉(zhuǎn)時(shí)尤其在彈簧12的第一端部區(qū)段中出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力。同樣地，繞與縱軸線(xiàn)10不平行地定向的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)元件導(dǎo)致彈簧12的變形，所述變形以下稱(chēng)作彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的彎曲。在彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彎曲時(shí)，第二端部區(qū)段被相對(duì)于第一端部區(qū)段繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)。當(dāng)彈簧12這樣彎曲時(shí)，在第一端部區(qū)段中也出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力。如以下更詳細(xì)地描述的那樣，微機(jī)械構(gòu)件包括各具有至少一個(gè)壓阻傳感器元件的兩個(gè)(未示出的)傳感器裝置。至少兩個(gè)壓阻傳感器元件如此設(shè)置在彈簧12上或者彈簧 12中，使得在彈簧12繞縱軸線(xiàn)10扭轉(zhuǎn)和/或在彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彎曲時(shí)出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力作用到至少一個(gè)壓阻傳感器元件上。傳感器裝置中的每一個(gè)被設(shè)計(jì)用于在機(jī)械應(yīng)力作用到相應(yīng)的壓阻傳感器元件上時(shí)向微機(jī)械構(gòu)件的(未示出的)分析處理裝置提供相應(yīng)的傳感器信號(hào)。由傳感器裝置提供的傳感器信號(hào)可以包括電壓，電壓變化，電阻和/或電阻變化。分析處理裝置被設(shè)計(jì)用于在考慮所提供的傳感器信號(hào)的情況下確定關(guān)于可調(diào)元件和/或彈簧12繞縱軸線(xiàn)10的第一調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第一信息和關(guān)于可調(diào)元件和/或彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第二調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第二信息。第一信息和/或第二信息例如可以包括繞縱軸線(xiàn)10調(diào)節(jié)可調(diào)元件和/或彈簧12的第一調(diào)節(jié)角度，和/或繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)可調(diào)元件和/或彈簧12的第二調(diào)節(jié)角度。作為調(diào)節(jié)角度的替代方案和/ 或補(bǔ)充方案，第一信息和/或第二信息也可以包括至少一個(gè)另外的描述可調(diào)元件相對(duì)于保持裝置的當(dāng)前位置和/或當(dāng)前位置變化的量。以下更詳細(xì)地介紹壓阻傳感器元件的特別有利的實(shí)施方式和位置和分析處理裝置的構(gòu)造。在這里需要指出，在一個(gè)唯一的彈簧12上或者中設(shè)置兩個(gè)傳感器裝置的至少兩個(gè)壓阻傳感器元件足以測(cè)定或確定關(guān)于可調(diào)元件和/或彈簧12繞兩個(gè)彼此不平行的軸線(xiàn)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的信息。以下詳細(xì)介紹兩個(gè)傳感器裝置的至少兩個(gè)壓阻傳感器元件在彈簧12上或者彈簧12中的所述設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需使用另一彈簧來(lái)設(shè)置至少兩個(gè)壓阻傳感器元件。圖3A至3C示出用于表示微機(jī)械構(gòu)件的壓阻傳感器元件的設(shè)置可能性的坐標(biāo)系。 示出的坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)相應(yīng)于單晶硅的100晶體方向?？v坐標(biāo)給出單晶硅的010晶體方向。在圖3A中示意性給出的壓阻傳感器元件是構(gòu)造為x-ducer的傳感器裝置的ρ摻雜壓力單元(Piezo) 34a。構(gòu)造為ρ摻雜壓力單元34a的傳感器元件構(gòu)造在單晶硅中。因?yàn)橛糜谠趩尉Ч鑼又兄圃炀哂蠵摻雜壓力單元34a的x-ducer的方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，對(duì)此不進(jìn)行介紹。x-ducer被如此構(gòu)造，使得作用到ρ摻雜壓力單元34a上的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致電壓變化。如果電流j被傳導(dǎo)通過(guò)ρ摻雜壓力單元34a，則可以通過(guò)量取P摻雜壓力單元34a上的電壓U來(lái)測(cè)定電壓變化。當(dāng)ρ摻雜壓力單元34a位于單晶硅層的100晶體方向上并且作用到P摻雜壓力單元34a上的機(jī)械應(yīng)力平行或垂直于單晶硅層的100晶體方向定向時(shí)，存在最大電壓變化。因此，為了實(shí)現(xiàn)傳感器裝置的可靠功能，ρ摻雜壓力單元34a沿100晶體方向定向。 在P摻雜壓力單元34a如此定向時(shí)，電流j優(yōu)選沿100晶體方向被引導(dǎo)通過(guò)ρ摻雜壓力單元34a。垂直于電流j地量取ρ摻雜壓力單元34a上的電壓U。圖3B給出了半橋和/或構(gòu)造為惠斯通電橋的傳感器裝置的P摻雜電阻34b的優(yōu)選定向?；菟雇姌蚩梢园ㄋ膫€(gè)構(gòu)造為壓阻傳感器元件的P摻雜電阻34b。優(yōu)選地，惠斯通電橋的ρ摻雜電阻34b如此嵌入到單晶硅中，使得ρ摻雜電阻34b 沿單晶硅的110晶體方向定向并且電流j沿110晶體方向被引導(dǎo)通過(guò)P摻雜電阻34b。作為惠斯通電橋的傳感器信號(hào)，量取四個(gè)P摻雜電阻34b上的電阻R/電阻變化。有利地，垂直于至少一個(gè)P摻雜電阻34b的定向地量取電阻R/電阻變化。借助圖3C示出的傳感器裝置包括電阻，半橋和/或連接為惠斯通電橋的四個(gè)η摻雜電阻34c。當(dāng)四個(gè)η摻雜電阻34c在單晶硅的100晶體方向上定向并且機(jī)械應(yīng)力與100 晶體方向平行或垂直地作用到四個(gè)η摻雜電阻34c上時(shí)，在這種惠斯通電橋中存在最大電阻變化。因此，惠斯通電橋如此設(shè)置在單晶硅上或單晶硅中，使得η摻雜電阻34c中的至少一個(gè)沿100晶體方向定向并且電流j沿100晶體方向被引導(dǎo)通過(guò)η摻雜電阻34c。在此情況下，也可以測(cè)量η摻雜電阻34c上的電阻R/電阻變化。通過(guò)η摻雜電阻34c的這種有利定向，施加到η摻雜電阻34c上的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致最大電阻變化。優(yōu)選地，在η摻雜電阻34c 上與電流j垂直地測(cè)量電阻R/電阻變化。可成本有利地并且相對(duì)容易地制造具有至少一個(gè)ρ摻雜壓力單元34a的傳感器裝置22或24和/或具有四個(gè)電阻34b或34c的惠斯通電橋。以下更詳細(xì)地介紹在微機(jī)械構(gòu)件的彈簧12上設(shè)置至少一個(gè)ρ摻雜壓力單元34a、至少一個(gè)ρ摻雜電阻34b和/或至少一個(gè)η摻雜電阻34c的其他有利示例。圖4示出微機(jī)械構(gòu)件的第三實(shí)施方式的彈簧。示出的彈簧12如此由單晶硅結(jié)構(gòu)化形成，使得(在初始位置中)彈簧12的縱向 10沿單晶硅的110晶體方向延伸。(未繪出的)可調(diào)元件通過(guò)所述彈簧12與保持裝置16 連接。彈簧12的平均寬度可以在50 μ m以下。例如，彈簧12的平均寬度在10禾Π 30 μ m 之間。彈簧12的與保持裝置16相鄰設(shè)置的第一端部區(qū)段40的最大寬度大于朝著可調(diào)元件定向的第二端部區(qū)段42的最大寬度。同樣地，第一端部區(qū)段40的最大寬度大于彈簧12 的中間區(qū)段43的最大寬度，所述中間區(qū)段從第一端部區(qū)段40延伸到第二端部區(qū)段42。這可以稱(chēng)作第一端部區(qū)段40與彈簧12的第二端部區(qū)段42和/或中間區(qū)段43相比的加寬。優(yōu)選地，第一端部區(qū)段40的寬度沿從中間區(qū)段43到保持裝置16的方向持續(xù)增大。這也可以稱(chēng)作彈簧12與保持裝置16的實(shí)心V形彈簧連接。在第一端部區(qū)段40上或者在第一端部區(qū)段40中設(shè)置有構(gòu)造為x-ducer的第一傳感器裝置22的第一 ρ摻雜壓力單元34a和構(gòu)造為χ-ducer的第二傳感器裝置24的第二 ρ 摻雜壓力單元34a。充當(dāng)傳感器裝置22和24的χ-ducer中的每一個(gè)被如此設(shè)計(jì)，使得作用到從屬的P摻雜壓力單元34a上的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致垂直于電流j定向的電壓U的變化，電流
8j被引導(dǎo)通過(guò)所述P摻雜壓力單元34a。優(yōu)選地，垂直于電流j地測(cè)量電壓U的變化。在沿單晶硅的110晶體方向的彈簧12的縱軸線(xiàn)10中，有利地引導(dǎo)電流j如此通過(guò)P摻雜壓力單元34a，使得電流j以相對(duì)于縱軸線(xiàn)10成45°的角度定向。因此，通過(guò)ρ 摻雜壓力單元34a的電流j沿100晶體方向定向。可在第一傳感器裝置22的ρ摻雜壓力單元34a中實(shí)現(xiàn)電流j的這種有利定向，其方式是，第一電流供給線(xiàn)路44和第二電流供給線(xiàn)路46如此接觸第一傳感器裝置22的ρ摻雜壓力單元34a，使得兩個(gè)電流供給線(xiàn)路44和46之間的最小距離沿100晶體方向延伸。附加地，第二電流供給線(xiàn)路46和第三電流供給線(xiàn)路48可以如此接觸第二傳感器裝置24的ρ 摻雜壓力單元34a，使得兩個(gè)電流供給線(xiàn)路46和48之間的最短距離沿100晶體方向定向。 通過(guò)電流供給線(xiàn)路44至48與電流源的適當(dāng)連接，可以確保足夠的電流j流過(guò)兩個(gè)傳感器裝置22和24的ρ摻雜壓力單元34a。例如電流供給線(xiàn)路44和48可以連接到電流源的正極上，而電流供給線(xiàn)路46可以連接到電流源的負(fù)極上。但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，也可以通過(guò)圖4得出電流供給線(xiàn)路44至48的其他可能極性。通過(guò)由共同的第二電流供給線(xiàn)路46接觸兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a，可實(shí)現(xiàn)用于兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a的電流供給的電流供給線(xiàn)路44至48的相對(duì)較少數(shù)量。因此，電流供給線(xiàn)路44至48僅僅在很小的程度上影響具有兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a的彈簧12的彈簧堅(jiān)固性。這是在這里描述的實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的重要優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)P摻雜壓力單元34a在兩個(gè)彈簧上的設(shè)置需要更大數(shù)量的用于兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a的電流供給的電流供給線(xiàn)路。單晶硅具有高機(jī)械穩(wěn)定性，但作為半導(dǎo)體也具有相對(duì)較高的電阻。為了使所述電阻保持得較低，附加地有利地通過(guò)彈簧12引導(dǎo)數(shù)量盡可能少的電流供給線(xiàn)路44 至48。兩個(gè)電壓量取線(xiàn)路50和52與第一傳感器裝置22的ρ摻雜壓力單元34a連接。優(yōu)選地，如此選擇兩個(gè)電壓量取線(xiàn)路50和52的位置，使得兩個(gè)電壓量取線(xiàn)路50和52之間的最小距離沿單晶硅的010晶體方向定向。相應(yīng)地，兩個(gè)電壓量取線(xiàn)路54和56可以如此接觸第二傳感器裝置24的ρ摻雜壓力單元34a，使得兩個(gè)電壓量取線(xiàn)路54和56之間的最小距離同樣沿010晶體方向延伸。因此，構(gòu)造用于量取電壓U的電壓量取線(xiàn)路50至56被如此構(gòu)造，使得沿010晶體方向進(jìn)行電壓U的量取。這確保了兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)P摻雜壓力單元34a最佳地用于通過(guò)以下描述的方式測(cè)定作用到兩個(gè)傳感器裝置22和 24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a上的機(jī)械應(yīng)力或者確定關(guān)于可調(diào)元件和/或彈簧12的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的信息。在第一端部區(qū)段40的V形構(gòu)造的情況下，可以確保用于兩個(gè)傳感器裝置22和24 的兩個(gè)P摻雜壓力單元34a和線(xiàn)路44至56的足夠的安裝面。因?yàn)榫€(xiàn)路44至56不沿彈簧 12超出第一端部區(qū)段40，所述它們幾乎不損害彈簧12的彈簧堅(jiān)固性。兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a可以具有與彈簧12和保持裝置16之間的(虛擬)連接面26的相同距離。兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a同樣可以具有與優(yōu)選位于縱軸線(xiàn)10上的中點(diǎn)60的相同距離。在兩個(gè)傳感器裝置 22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a這樣設(shè)置時(shí)，在繞與縱軸線(xiàn)10不平行地定向的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彎曲彈簧12時(shí)或者在繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)元件時(shí)，施加到兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a上的機(jī)械應(yīng)力幾乎是相同的。與此相對(duì)地，在兩個(gè)P摻雜壓力單元34a這樣設(shè)置時(shí)，彈簧12 繞縱軸線(xiàn)10的扭轉(zhuǎn)或者可調(diào)元件繞縱軸線(xiàn)10的調(diào)節(jié)導(dǎo)致不同的機(jī)械應(yīng)力作用到兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a上。在兩種情況下，機(jī)械應(yīng)力都包括110晶體方向上的干擾應(yīng)力。優(yōu)選地，在兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a這樣設(shè)置時(shí)，(未示出的)分析處理裝置被設(shè)計(jì)用于，在考慮作為第一傳感器信號(hào)提供的第一傳感器裝置22 的第一電壓信號(hào)和作為第二傳感器信號(hào)提供的第二傳感器裝置22的第二電壓信號(hào)的差的情況下，確定關(guān)于可調(diào)元件和/或彈簧12繞縱軸線(xiàn)10的第一調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第一信息。附加地，分析處理裝置還可以被設(shè)計(jì)用于，在考慮第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)的平均值的情況下，確定關(guān)于可調(diào)元件和/或彈簧12繞與縱軸線(xiàn)10不平行的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第二調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第二信息。通過(guò)所述方式可以確保用于確定可靠的第一信息和可靠的第二信息的相對(duì)較少的耗費(fèi)。在一個(gè)替代實(shí)施方式中，彈簧12也可以被如此構(gòu)造，使得(在初始位置中)彈簧 12的縱向10沿彈簧材料、優(yōu)選硅的100晶體方向定向。優(yōu)選地，在彈簧12這樣構(gòu)造時(shí)，對(duì)于兩個(gè)傳感器裝置22和24分別使用一個(gè)x-ducer，其與100晶體方向或彈簧12的縱向10 平行地定向。如果兩個(gè)傳感器裝置22和24具有η摻雜電阻，則它們優(yōu)選以在圖4中示出的方式定向。在使用用于兩個(gè)傳感器裝置22和24的ρ摻雜電阻時(shí)，其定向優(yōu)選旋轉(zhuǎn)45°。 在所有在這里列舉的實(shí)施方式中，兩個(gè)傳感器裝置22和24的壓阻元件設(shè)置在沿100晶體方向構(gòu)造的彈簧12的以下區(qū)域中在所述區(qū)域中在彈簧12彎曲和/或扭轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)最大的機(jī)械應(yīng)力。圖5示出微機(jī)械構(gòu)件的第四實(shí)施方式的彈簧。在示出的彈簧12中，作為圖4的實(shí)施方式的補(bǔ)充，在第一端部區(qū)段40內(nèi)構(gòu)造有穿通的槽口 62，所述槽口將第一端部區(qū)段40劃分為第一臂64和第二臂66。優(yōu)選地，兩個(gè)臂 64和66構(gòu)成V形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，第一傳感器裝置22的ρ摻雜壓力單元34a設(shè)置在第一臂64上或第一臂 64中而第二傳感器裝置24的ρ摻雜壓力單元34a設(shè)置在第二臂66上或第二臂66中。在繞縱軸線(xiàn)10和/或繞與縱軸線(xiàn)10不平行的其他旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)元件時(shí)，在第一端部區(qū)段40內(nèi)構(gòu)造穿通的槽口 62在此情況下導(dǎo)致作用到兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a上的機(jī)械應(yīng)力的增強(qiáng)。因此，兩個(gè)傳感器裝置22和24的兩個(gè)ρ摻雜壓力單元34a有針對(duì)性地設(shè)置在彈簧12扭轉(zhuǎn)和/或彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彎曲時(shí)具有相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力的彈簧區(qū)段上。通過(guò)所述方式可以更精確地確定第一信息和第二信息。圖6示出微機(jī)械構(gòu)件的第五實(shí)施方式的彈簧。示出的彈簧12如此由單晶硅結(jié)構(gòu)化形成，使得縱軸線(xiàn)10沿單晶硅的110晶體方向定向。(未繪出的)可調(diào)元件通過(guò)彈簧12與保持裝置16連接。優(yōu)選地，彈簧12與保持裝置16的至少一個(gè)子單元和/或可調(diào)元件的至少一個(gè)子單元一體地構(gòu)造。彈簧12的與保持裝置16相鄰設(shè)置的第一端部區(qū)段40相對(duì)于朝著可調(diào)元件定向的第二端部區(qū)段42和/或中間區(qū)段43加寬。在圖6的示出的示例中，第二端部區(qū)段42和中間區(qū)段43具有10至20 μ m的平均寬度。與此相對(duì)地，第一端部區(qū)段40的兩個(gè)外側(cè)面彼此的距離在80至150 μ m之間。
在第一端部區(qū)段40中構(gòu)造有(穿通的)槽口 62，所述槽口將第一端部區(qū)段40劃分為第一臂70、第二臂72和連接梁74。優(yōu)選地，連接梁74如此連接第一臂70和第二臂 72，從而構(gòu)成U形結(jié)構(gòu)。特別地，第一臂70可以與第二臂72平行地定向。在示出的彈簧12中，第一傳感器裝置22至少部分在構(gòu)造在第一臂70上。第一傳感器裝置22是具有四個(gè)ρ摻雜電阻76b至82b的惠斯通電橋。第一 ρ摻雜電阻76b和第二 P摻雜電阻78b設(shè)置在第一臂70上。第三ρ摻雜電阻80b和第四ρ摻雜電阻82b優(yōu)選如此設(shè)置在保持裝置16上，使得它們位于第一臂70的固定區(qū)域內(nèi)或者附近。 第一電流供給線(xiàn)路84接觸第一傳感器裝置22的第一 ρ摻雜電阻76b。此外，第一 P摻雜電阻76b通過(guò)測(cè)量線(xiàn)路86與第一傳感器裝置22的第三P摻雜電阻80b連接。第二電流供給線(xiàn)路88也與第一傳感器裝置22的第三ρ摻雜電阻80b連接。第一電流供給線(xiàn)路 84和第二電流供給線(xiàn)路88如此接觸第一傳感器裝置22的第一 ρ摻雜電阻76b和第三ρ摻雜電阻80b，使得電流j沿110晶體方向、即與彈簧12的縱軸線(xiàn)10平行或垂直地流過(guò)第一傳感器裝置22的第一 ρ摻雜電阻76b和第三ρ摻雜電阻80b。第一傳感器裝置22的第二 ρ摻雜電阻78b與第三電流供給線(xiàn)路90和第二測(cè)量線(xiàn)路92連接。第二測(cè)量線(xiàn)路92將第一傳感器裝置22的第二 ρ摻雜電阻78b與第四ρ摻雜電阻82b連接，第四電流供給線(xiàn)路94也與第四ρ摻雜電阻82b連接。第三電流供給線(xiàn)路90 和第四電流供給線(xiàn)路94如此接觸第一傳感器裝置22的第二 ρ摻雜電阻78b或第四ρ摻雜電阻82b，使得電流j與彈簧12的縱軸線(xiàn)10平行或垂直地流過(guò)第一傳感器裝置22的第二 P摻雜電阻78b和第四ρ摻雜電阻82b。因此，確保了沿單晶硅的110晶體方向引導(dǎo)電流j。例如，第一電流供給線(xiàn)路84與電流源的正極連接，而第二電流供給線(xiàn)路88與電流源的負(fù)極連接。在此情況下，有利地將第三電流供給線(xiàn)路90連接到電流源的負(fù)極上并且將第四電流供給線(xiàn)路94連接到電流源的正極上。第一測(cè)量線(xiàn)路86和第二測(cè)量線(xiàn)路92被設(shè)計(jì)用于量取第一傳感器22的四個(gè)ρ摻雜電阻76b至82b上的電阻R或者電阻變化，作為第一傳感器信號(hào)。因?yàn)榫哂兴膫€(gè)ρ摻雜電阻76b至82b的惠斯通電橋的功能對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，所以在這里不更詳細(xì)地對(duì)此進(jìn)行介紹。在彈簧12上還設(shè)置有第二傳感器裝置24，所述第二傳感器裝置24被構(gòu)造為具有四個(gè)P摻雜電阻96b至102b的惠斯通電橋。優(yōu)選地，第二傳感器裝置24的四個(gè)ρ摻雜電阻96b至102b至少部分地位于連接梁74上。特別地，第一 ρ摻雜電阻96b和第二 ρ摻雜電阻98b可以位于縱軸線(xiàn)10的第一側(cè)上。在此情況下，第三ρ摻雜電阻IOOb和第四ρ摻雜電阻102b優(yōu)選設(shè)置在縱軸線(xiàn)10的第二側(cè)上。在示出的示例中，第二傳感器裝置24的第一 ρ摻雜電阻96b與第一電流供給線(xiàn)路 84和第三測(cè)量線(xiàn)路104接觸。第三測(cè)量線(xiàn)路104將第二傳感器裝置24的第一 ρ摻雜電阻 96b和第三ρ摻雜電阻IOOb連接。第五電流供給線(xiàn)路106與第三ρ摻雜電阻IOOb連接。 優(yōu)選地，第一電流供給線(xiàn)路84和第五電流供給線(xiàn)路106如此接觸第一 ρ摻雜電阻96b或第三P摻雜電阻100b，使得電流j與縱軸線(xiàn)10垂直地流過(guò)第二傳感器裝置24的ρ摻雜電阻 96b和100b。在此情況下，流過(guò)ρ摻雜電阻96b和IOOb的電流j沿彈簧12的單晶硅的110 晶體方向定向。如果第一電流供給線(xiàn)路84與電流源的正極連接，則第五電流供給線(xiàn)路106 與電流源的負(fù)極連接。
此外，第三電流供給線(xiàn)路90接觸第二傳感器裝置24的第二 ρ摻雜電阻98b，所述第二 P摻雜電阻98b附加地與第四測(cè)量線(xiàn)路108連接。第四測(cè)量線(xiàn)路108將第二傳感器裝置24的第二 ρ摻雜電阻98b和第四ρ摻雜電阻102b連接。此外，第六電流供給線(xiàn)路110從第二傳感器裝置24的第四ρ摻雜電阻102b延伸至電流源。如果第三電流供給線(xiàn)路90接觸負(fù)極，則第六電流供給線(xiàn)路110與電流源的正極連接。第三電流供給線(xiàn)路90和第六電流供給線(xiàn)路110也可以如此接觸第二傳感器裝置 24的為其分配的ρ摻雜電阻98b和102b，使得電流j沿110晶體方向流過(guò)ρ摻雜電阻98b 和102b。通過(guò)所述方式可以確保構(gòu)造為惠斯通電橋的第二傳感器裝置24的有利且可靠的運(yùn)行。也可以通過(guò)第三測(cè)量線(xiàn)路104和第四測(cè)量線(xiàn)路108量取ρ摻雜電阻96b至102b上的電阻R/電阻變化作為第二傳感器信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員借助圖6可知，兩個(gè)傳感器裝置22和24至少部分地設(shè)置在相同的彈簧12上具有以下優(yōu)點(diǎn)需要相對(duì)較少數(shù)量的用于向ρ摻雜電阻76b至82b和96b至 102b供電的電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110。通過(guò)所述方式可以確保彈簧12的彎曲堅(jiān)固性和可調(diào)元件的良好可調(diào)節(jié)性幾乎不受電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110的影響。同樣可以確保彈簧12、尤其是第二端部區(qū)段42和/或中間區(qū)段43的彎曲和/或可調(diào)元件的調(diào)節(jié)幾乎不或者僅僅略微地影響可能也壓阻反應(yīng)的電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、 106和110。附加地，通過(guò)所述方式可減少用于構(gòu)成電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110 的工作耗費(fèi)。以下描述如何在考慮第一傳感器裝置22的第一傳感器信號(hào)和第二傳感器裝置24 的第二傳感器信號(hào)的情況下以少量的耗費(fèi)并且可靠地確定關(guān)于彈簧12和/或可調(diào)元件的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的信息由于第一端部區(qū)段40中的穿通槽口 62，彈簧12的彎曲導(dǎo)致兩個(gè)臂70和72與連接梁74上的機(jī)械應(yīng)力增強(qiáng)。在彈簧12繞縱軸線(xiàn)10扭轉(zhuǎn)時(shí)，在連接梁74中出現(xiàn)相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力，而在兩個(gè)臂70和72中引起的機(jī)械應(yīng)力保持相對(duì)較低。因此，在彈簧12繞縱軸線(xiàn)10扭轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力主要影響第二傳感器裝置24的第二傳感器信號(hào)。因此，微機(jī)械構(gòu)件的(未繪出的)分析處理裝置有利地被設(shè)計(jì)用于根據(jù)第二傳感器信號(hào)確定關(guān)于彈簧12和/或可調(diào)元件繞縱軸線(xiàn)10的第一調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)(扭轉(zhuǎn))的第一信息。在繞與縱軸線(xiàn)10不平行的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)元件以及與此相關(guān)聯(lián)地繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彎曲彈簧12時(shí)，相對(duì)于連接梁74中的機(jī)械應(yīng)力增強(qiáng)臂70和72中的機(jī)械應(yīng)力。特別地，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與縱軸線(xiàn)10垂直地定向時(shí)，彈簧12繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的彎曲導(dǎo)致臂70 和72中相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力，而連接梁74中所觸發(fā)的機(jī)械應(yīng)力保持相對(duì)較低。因此，第二傳感器裝置24如此設(shè)置在彈簧12上，使得可通過(guò)第二傳感器信號(hào)良好地確定彈簧12繞縱軸線(xiàn)10的扭轉(zhuǎn)，通過(guò)第一傳感器裝置22至少部分地設(shè)置在第一臂70 上或第一臂70中可以確保雖然彈簧12繞縱軸線(xiàn)10的扭轉(zhuǎn)幾乎不引起作用到四個(gè)ρ摻雜電阻76b至82b上的機(jī)械應(yīng)力，但彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的彎曲導(dǎo)致作用到第一傳感器裝置22 的四個(gè)P摻雜電阻76b至82b上的相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力。因此，分析處理裝置優(yōu)選被設(shè)計(jì)用于根據(jù)第一傳感器信號(hào)確定關(guān)于彈簧12和/或可調(diào)元件繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第二信息。在彈簧12的替代構(gòu)造中，縱軸線(xiàn)10可以沿100晶體方向定向。優(yōu)選地，傳感器裝置22和M在此情況下包括具有在圖6示出的設(shè)置和定向的η摻雜電阻。只要四個(gè)ρ摻雜電阻7 至8 和至10 分別用于傳感器22和24，則ρ摻雜電阻7 至8 和至10 的定向相應(yīng)匹配。圖7示出微機(jī)械構(gòu)件的第六實(shí)施方式的彈簧。示出的彈簧12如此由單晶硅結(jié)構(gòu)化形成，使得彈簧12的縱軸線(xiàn)10沿110晶體方向延伸。彈簧12的與保持裝置16相鄰構(gòu)造的第一端部區(qū)段40的最小寬度大于彈簧12朝著可調(diào)元件定向的第二端部區(qū)段42和/或中間區(qū)段43的最小寬度。例如，第二端部區(qū)段 42和/或中間區(qū)段43的平均寬度在10至20 μ m之間。與此相對(duì)地，第一端部區(qū)段40的寬度隨著與保持裝置16的距離的增大而不斷減小，其中，所述寬度尤其在50至150 μ m的范圍內(nèi)。在第一端部區(qū)段40中構(gòu)造有穿通的槽口 62，所述槽口 62將第一端部區(qū)段40劃分為第一臂64和第二臂66。優(yōu)選地，兩個(gè)臂64和66構(gòu)成V形結(jié)構(gòu)。在示出的彈簧12上至少部分地構(gòu)造有第一傳感器裝置22，第二傳感器裝置對(duì)，電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110以及測(cè)量線(xiàn)路86、92、104和108。但是，與以上實(shí)施方式不同，傳感器裝置22和M構(gòu)造為具有各四個(gè)η摻雜電阻76c至82c或96c至102c的惠斯通電橋。電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110如此接觸為其分配的電阻76c至82c和96c 至102c，使得電流j以相對(duì)于彈簧12的沿110晶體方向定向的縱軸線(xiàn)10成45°的角度流過(guò)電阻76c至82c和96c至102c中的每一個(gè)。因此，流過(guò)電阻76c至82c和96c至102c 的電流j的定向?qū)?yīng)于圖3C的有利的定向。相應(yīng)地，測(cè)量線(xiàn)路86、92、104和108也被如此構(gòu)造，使得以相對(duì)于縱軸線(xiàn)10或者相對(duì)于110晶體方向成45°的角度進(jìn)行電阻R/電阻變化的測(cè)量。電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110和測(cè)量線(xiàn)路86、92、104和108滿(mǎn)足以上已經(jīng)描述的功能。因此，在這里不進(jìn)一步描述電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110和測(cè)量線(xiàn)路86、92、104和108的功能。通過(guò)第一端部區(qū)段40的V形結(jié)構(gòu)可以確保足夠的安裝面可供用于根據(jù)η摻雜電阻76c至82c和96c至102c沿100晶體方向的優(yōu)選定向在第一臂64上施加η摻雜電阻 76c至82c以及在第二臂66上施加η摻雜電阻96c至102c。此外，還可以確保用于形成電流供給線(xiàn)路84、88、90、94、106和110和測(cè)量線(xiàn)路86、92、104和108的足夠大的安裝面。在彈簧12繞縱軸線(xiàn)10扭轉(zhuǎn)時(shí)，作用到η摻雜電阻76c至82c上的機(jī)械應(yīng)力明顯不同于施加到η摻雜電阻96c至102c上的機(jī)械應(yīng)力。出于這個(gè)原因，第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)之間的差特別適于確定關(guān)于彈簧12和/或可調(diào)元件繞縱軸線(xiàn)10的第一調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第一信息。與此相對(duì)地，彈簧12繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的彎曲導(dǎo)致作用到η摻雜電阻76c至82c和96c至102c上的幾乎相同的機(jī)械應(yīng)力。因此，分析處理裝置優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于在考慮第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)的差的情況下確定第一信息以及在考慮第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)的平均值的情況下確定第二信息。在一個(gè)替代的實(shí)施方式中，具有子單元70至74的彈簧12的縱軸線(xiàn)10可以沿構(gòu)造彈簧12的硅材料層的100晶體方向定向。在此情況下，傳感器裝置22和M至少之一的 P摻雜電阻根據(jù)圖7相對(duì)于縱軸線(xiàn)10定向。如果傳感器裝置22和M至少之一包括η摻雜電阻76c至82c和96c至102c，則它們相對(duì)于在圖7中示出的定向旋轉(zhuǎn)45°地設(shè)置。在兩種情況下，傳感器裝置22和M可以設(shè)置在最大機(jī)械應(yīng)力的范圍內(nèi)。借助于以上所述的實(shí)施方式之一確定的關(guān)于彈簧12和/或可調(diào)元件的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的信息可以用于控制和/或檢驗(yàn)微機(jī)械構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)。對(duì)于微機(jī)械構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)控制，可調(diào)元件的當(dāng)前位置的精確探測(cè)是有利的。作為替代方案或補(bǔ)充方案，也可以使用由分析處理裝置確定的信息來(lái)檢驗(yàn)可調(diào)元件是否已被可靠置于優(yōu)選位置中。因此， 通過(guò)分析由分析處理裝置提供的信息可在將可調(diào)元件調(diào)節(jié)到優(yōu)選位置中時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的精確度。在構(gòu)造為傳感器的微機(jī)械構(gòu)件中，由分析處理裝置提供的信息也可以用于測(cè)定/ 確定關(guān)于作用到可調(diào)元件上的外力的傳感器信息。因此，在這里描述的微機(jī)械構(gòu)件既可用作執(zhí)行元件也可用作傳感器。根據(jù)以上所述的兩種實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，傳感器裝置22和/或 24的以下構(gòu)造也是顯而易見(jiàn)的取代惠斯通電橋而使用單個(gè)電阻和/或半橋。同樣根據(jù)附圖，具有至少一個(gè)設(shè)置在彈簧的固定區(qū)域上或固定區(qū)域中的壓阻傳感器元件的實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的。因此，不進(jìn)一步介紹傳感器裝置22和/或M的這種構(gòu)造和設(shè)置可能性。本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣可知，傳感器裝置22和/或M也可以包括不同的壓阻傳感器元件。為此不再描述以上實(shí)施方式的這種組合。
1權(quán)利要求
1.微機(jī)械構(gòu)件，其具有保持裝置(16)；可調(diào)元件(14)，所述可調(diào)元件至少通過(guò)一彈簧(12)與所述保持裝置(16)連接；第一傳感器裝置(22)，所述第一傳感器裝置具有至少一個(gè)第一壓阻傳感器元件(34a， 34b，34c，76b至82b，76c至82c)，其中，所述第一傳感器裝置(22)被設(shè)計(jì)用于提供關(guān)于作用到所述至少一個(gè)第一壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，76b至82b，76c至82c)上的第一機(jī)械應(yīng)力的第一傳感器信號(hào)(U，R)，其中，所述第一壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，76b至 82b，76c至82c)設(shè)置在所述彈簧(12)上或者中、所述彈簧(12)的與所述保持裝置(16)相鄰的第一固定區(qū)域上或者中和/或所述彈簧(12)的與所述可調(diào)元件(14)相鄰的第二固定區(qū)域上或者中；和第二傳感器裝置(24)，所述第二傳感器裝置具有至少一個(gè)第二壓阻傳感器元件(34a， 34b，34c，96b至102b，96c至102c)，其中，所述第二傳感器裝置(24)被設(shè)計(jì)用于提供關(guān)于作用到所述至少一個(gè)第二壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，96b至102b，96c至102c)上的第二機(jī)械應(yīng)力的第二傳感器信號(hào)(U，R)，其中，所述第二壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，96b 至102b，96c至102c)設(shè)置在所述彈簧(12)上或者中、所述彈簧(12)的所述第一固定區(qū)域上或者中和/或所述彈簧(12)的所述第二固定區(qū)域上或者中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述第一壓阻傳感器元件(34a，34b，34c， 76b至82b，76c至82c)和/或所述第二壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，96b至102b，96c至 102c)設(shè)置在所述彈簧(12)上或者中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述微機(jī)械構(gòu)件包括分析處理裝置， 所述分析處理裝置被設(shè)計(jì)用于，在考慮所提供的第一傳感器信號(hào)(U，R)和所提供的第二傳感器信號(hào)(U，R)的情況下確定關(guān)于所述可調(diào)元件(14)和/或所述彈簧(12)繞一沿所述彈簧(12)的縱軸線(xiàn)(10)定向的第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第一調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第一信息和關(guān)于所述可調(diào)元件(14)和/或所述彈簧(12)繞與所述第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)不平行的第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第二調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和/或彎曲運(yùn)動(dòng)的第二信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述分析裝置附加地被設(shè)計(jì)用于，在考慮所提供的第一傳感器信號(hào)(U，R)和所提供的第二傳感器信號(hào)(U，R)的差的情況下確定所述第一信息，以及在考慮所提供的第一傳感器信號(hào)(U，R)和所提供的第二傳感器信號(hào)(U，R) 的平均值的情況下確定所述第二信息。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述第一傳感器裝置(22)和 /或所述第二傳感器裝置(24)是具有ρ摻雜電阻(34b，76b至82b，96b至102b)作為從屬的第一和/或第二壓阻傳感器元件(34b，76b至82b，96b至102b)的惠斯通電橋、具有η摻雜電阻(34c，76c至82c，96c至102c)作為從屬的第一和/或第二壓阻傳感器元件(34c， 76c至82c，96c至102c)的惠斯通電橋、具有ρ摻雜壓力單元(34a)作為從屬的第一和/或第二壓阻傳感器元件(34a)的x-ducer和/或具有η摻雜壓力單元作為從屬的第一和/或第二壓阻傳感器元件的x-ducer。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述彈簧(12)由單晶硅材料結(jié)構(gòu)化形成，其中，所述彈簧(12)的縱向(10)沿所述單晶硅材料的110晶體方向或者沿 100晶體方向定向。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述彈簧(12)被如此構(gòu)造， 使得所述彈簧(12)的與所述保持裝置(16)連接的第一端部區(qū)段(40)具有穿通的槽口 (62)，所述槽口將所述第一端部區(qū)段(40)至少劃分為一個(gè)第一臂(64，70)和一個(gè)第二臂 (66，72)，其中，所述第一壓阻傳感器元件(34a，76b至82b，76c至82c)和所述第二壓阻傳感器元件(34a，96b至102b，96c至102c)設(shè)置在所述第一端部區(qū)段上或者中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述第一臂(64)和第二臂(66)形成V形結(jié)構(gòu)，其中，所述第一壓阻傳感器元件(34a，76c至82c)至少部分地設(shè)置在所述第一臂(64) 上或者中，并且所述第二壓阻傳感器元件(34a，96c至102c)至少部分地設(shè)置在所述第二臂 (66)上或者中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述穿通的槽口(62)將所述第一端部區(qū)段(40)劃分為所述第一臂(70)、所述第二臂(72)和一個(gè)將所述第一臂(70)與所述第二臂 (72)連接的連接梁(74)，其中，所述第一臂(70)、所述第二臂(72)和所述連接梁(74)形成 U形結(jié)構(gòu)，其中，所述第一壓阻傳感器元件(76b至82b)至少部分地設(shè)置在所述第一臂(70) 上或者中，所述第二壓阻傳感器元件(96b至102b)至少部分地設(shè)置在所述連接梁(74)上或者中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述分析處理裝置附加地被設(shè)計(jì)用于， 在考慮所提供的第二傳感器信號(hào)(U，R)的情況下確定所述第一信息以及在考慮所提供的第一傳感器信號(hào)(U，R)的情況下確定所述第二信息。
11.用于微機(jī)械構(gòu)件的制造方法，所述制造方法具有以下步驟至少通過(guò)一彈簧(12)連接一可調(diào)元件(14)與一保持裝置(16)；形成具有至少一個(gè)第一壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，76b至82b，76c至82c)的第一傳感器裝置(22)，其中，所述第一傳感器裝置(22)被設(shè)計(jì)用于提供關(guān)于作用到所述至少一個(gè)第一壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，76b至82b，76c至82c)上的第一機(jī)械應(yīng)力的第一傳感器信號(hào)(U，R)，其中，所述第一壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，76b至82b，76c至82c)設(shè)置在所述彈簧(12)上或者中、所述彈簧(12)的與所述保持裝置(16)相鄰的第一固定區(qū)域上或者中和/或所述彈簧(12)的與所述可調(diào)元件(14)相鄰的第二固定區(qū)域上或者中；以及形成具有至少一個(gè)第二壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，96b至102b，96c至102c)的第二傳感器裝置(24)，其中，所述第二傳感器裝置(24)被設(shè)計(jì)用于提供關(guān)于作用到所述至少一個(gè)第二壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，96b至102b，96c至102c)上的第二機(jī)械應(yīng)力的第二傳感器信號(hào)，其中，所述第二壓阻傳感器元件(34a，34b，34c，96b至102b，96c至102c)設(shè)置在所述彈簧(12)上或者中、所述彈簧(12)的所述第一固定區(qū)域上或者中和/或所述彈簧(12)的所述第二固定區(qū)域上或者中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微機(jī)械構(gòu)件，其具有至少通過(guò)彈簧(12)與保持裝置(16)連接的可調(diào)元件；具有至少一個(gè)第一壓阻傳感器元件(76b至82b)的第一傳感器裝置(22)，其提供關(guān)于第一機(jī)械應(yīng)力的第一傳感器信號(hào)，其中，所述第一壓阻傳感器元件(76b至82b)設(shè)置在所述彈簧(12)和/或所述彈簧(12)的固定區(qū)域上或者中；和具有至少一個(gè)第二壓阻傳感器元件(96b至102b)的第二傳感器裝置(24)，其提供關(guān)于作第二機(jī)械應(yīng)力的第二傳感器信號(hào)，其中，所述第二壓阻傳感器元件(96b至102b)設(shè)置在所述彈簧(12)和/或所述彈簧(12)的固定區(qū)域上或者中。本發(fā)明還涉及一種用于微機(jī)械構(gòu)件的制造方法。
文檔編號(hào)B81B3/00GK102448872SQ201080023335
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者F·恩吉卡姆恩吉蒙齊, J·穆霍, W·朔克, Z·萊什詹 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司