本公開涉及一種包括可移動(dòng)質(zhì)量塊和止動(dòng)件機(jī)構(gòu)的微機(jī)電(mems)裝置。

背景技術(shù)：

1、慣性微機(jī)電(mems)裝置，特別是例如陀螺儀和加速計(jì)，使其操作基于通過撓曲件(彈簧)而耦合(couple)到支撐體(諸如例如半導(dǎo)體材料的框架或基底)的質(zhì)量塊，撓曲件(彈簧)允許質(zhì)量塊沿著一個(gè)或多個(gè)方向振蕩，以便檢測物理量的變化或者充當(dāng)致動(dòng)器。

2、響應(yīng)于在傳感器的壽命期間可能發(fā)生的沖擊(具有高達(dá)103-105g的加速度值)，可移動(dòng)質(zhì)量塊可能超出被認(rèn)為是安全的工作位置的范圍。為了避免例如對彈簧的損壞，提供了止動(dòng)件元件，止動(dòng)件元件能夠限制可移動(dòng)質(zhì)量塊的被允許的位移。

3、典型的止動(dòng)件元件可以包括靜態(tài)塊，該靜態(tài)塊被錨定到基底并且被布置于在運(yùn)動(dòng)方向上距質(zhì)量塊給定的距離處(處于靜止位置)，以便允許裝置的正常操作，并且同時(shí)限定可移動(dòng)質(zhì)量塊被允許的最大位移(即，全行程)。

4、全行程實(shí)際上由可移動(dòng)質(zhì)量塊與止動(dòng)件元件之間的正面撞擊確定；后者通常具有適當(dāng)圖案化的表面，以便限制在兩個(gè)撞擊表面之間的界面處生成的應(yīng)力。

5、已知解決方案的缺點(diǎn)主要在于：由止動(dòng)件元件施加的止動(dòng)力可能導(dǎo)致可移動(dòng)質(zhì)量塊對結(jié)構(gòu)的損壞和/或粘附。此外，由于沖擊力的方向通常不與運(yùn)動(dòng)方向完美共線，所以在可移動(dòng)質(zhì)量塊在撞擊止動(dòng)件元件之后的移動(dòng)方向(回彈方向)可能是不可預(yù)測的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開涉及一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，以克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和限制。

2、根據(jù)本公開，提出了一種mems裝置。例如，在至少一個(gè)實(shí)施例中，mems裝置可以被概括為包括：支撐體，該支撐體包含半導(dǎo)體材料；可移動(dòng)質(zhì)量塊，該可移動(dòng)質(zhì)量塊在位置的范圍內(nèi)以相對于至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的相對的自由度被約束到支撐體；止動(dòng)件元件，該止動(dòng)件元件可由于沿著可移動(dòng)質(zhì)量塊的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的移動(dòng)而被可移動(dòng)質(zhì)量塊操作，并且止動(dòng)件元件被配置為在操作中在可移動(dòng)質(zhì)量塊到達(dá)位置的范圍的相應(yīng)的端點(diǎn)時(shí)橫向于該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向向可移動(dòng)質(zhì)量塊的相對的側(cè)施加止動(dòng)力，以防止可移動(dòng)質(zhì)量塊超過相應(yīng)的端點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種微機(jī)電裝置，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，包括錨定件和連接元件，所述錨定件被固定到所述支撐體，所述連接元件將所述止動(dòng)件元件連接到相應(yīng)的所述錨定件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述連接元件被配置為在操作中允許所述止動(dòng)件元件圍繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸垂直于所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的所述移動(dòng)的所述至少一個(gè)方向。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述止動(dòng)件元件被布置在所述可移動(dòng)質(zhì)量塊周圍，并且所述止動(dòng)件元件被耦合到所述可移動(dòng)質(zhì)量塊，使得所述止動(dòng)件元件協(xié)作以通過響應(yīng)于所述可移動(dòng)質(zhì)量塊沿著所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的移動(dòng)而在相應(yīng)的相反方向上旋轉(zhuǎn)來夾緊到所述可移動(dòng)質(zhì)量塊上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，包括耦合元件，所述耦合元件被約束到所述可移動(dòng)質(zhì)量塊，并且所述耦合元件被配置為在操作中由于所述可移動(dòng)質(zhì)量塊沿著所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的所述移動(dòng)而操作所述止動(dòng)件元件。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述耦合元件被固定到所述可移動(dòng)質(zhì)量塊和所述止動(dòng)件元件，并且其中所述錨定件、所述連接元件以及所述耦合元件被配置為使所述可移動(dòng)質(zhì)量塊相對于所述支撐體保持懸掛。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，包括另外的連接元件以及另外的錨定件，其中所述可移動(dòng)質(zhì)量塊通過所述另外的連接元件以及通過所述另外的錨定件相對于所述支撐體被保持懸掛，所述另外的連接元件被成形為允許所述可移動(dòng)質(zhì)量塊根據(jù)所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的所述移動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述耦合元件包括撓曲件。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述耦合元件包括剛性材料的突出部，所述突出部由所述可移動(dòng)質(zhì)量塊承載。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述止動(dòng)件元件包括相應(yīng)的傳動(dòng)臂，所述傳動(dòng)臂借助于相應(yīng)的所述耦合元件而耦合到所述可移動(dòng)質(zhì)量塊，并且相應(yīng)的所述傳動(dòng)臂被配置為在操作中響應(yīng)于所述可移動(dòng)質(zhì)量塊沿著所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的所述移動(dòng)而引起所述止動(dòng)件元件圍繞相應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)軸的所述旋轉(zhuǎn)。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述止動(dòng)件元件包括止動(dòng)件臂，所述止動(dòng)件臂具有端部，所述止動(dòng)件臂被配置為在操作中在所述可移動(dòng)質(zhì)量塊到達(dá)所述位置的所述范圍的相應(yīng)的所述端點(diǎn)時(shí)夾緊到所述可移動(dòng)質(zhì)量塊上。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述止動(dòng)件臂的所述端部被圖案化為在所述可移動(dòng)質(zhì)量塊到達(dá)所述位置的所述范圍的相應(yīng)的所述端點(diǎn)時(shí)接合所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的側(cè)上的相應(yīng)的座。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述止動(dòng)件元件中的每個(gè)相應(yīng)的止動(dòng)件元件包括傳動(dòng)臂和止動(dòng)件臂，所述傳動(dòng)臂面向所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的第一側(cè)，所述止動(dòng)件臂面向所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的第二側(cè)，所述第二側(cè)橫向于所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的所述第一側(cè)。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述止動(dòng)件中的每個(gè)相應(yīng)的止動(dòng)件元件包括傳動(dòng)臂和止動(dòng)件臂，所述傳動(dòng)臂面向所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的一側(cè)，所述止動(dòng)件臂面向所述可移動(dòng)質(zhì)量塊的所述側(cè)。

15.一種裝置，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述第一運(yùn)動(dòng)方向與所述第二運(yùn)動(dòng)方向相反。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中：

18.一種裝置，包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中：

技術(shù)總結(jié)
本公開的實(shí)施例涉及具有可移動(dòng)質(zhì)量塊和止動(dòng)件機(jī)構(gòu)的微機(jī)電裝置。微機(jī)電裝置包括支撐體和可移動(dòng)質(zhì)量塊，支撐體包含半導(dǎo)體材料，可移動(dòng)質(zhì)量塊在可容許位置的范圍內(nèi)以相對于至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的相對的自由度被約束到支撐體。該裝置還包括止動(dòng)件元件，該止動(dòng)件元件可由于沿著至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的移動(dòng)而被可移動(dòng)質(zhì)量塊操作，并且被配置為在可移動(dòng)質(zhì)量塊到達(dá)可容許位置的范圍的相應(yīng)的端點(diǎn)時(shí)，橫向于至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向向可移動(dòng)質(zhì)量塊的相對的側(cè)施加止動(dòng)力，以防止可移動(dòng)質(zhì)量塊超過相應(yīng)的端點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：P·卡魯里,P·費(fèi)德利,L·G·法羅尼,F·莫雷利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體國際公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29