用于微機械z傳感器的擺桿裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于微機械Z傳感器的擺桿裝置。本發(fā)明還涉及一種用于制造用 于微機械Z傳感器的擺桿裝置的方法。
【背景技術】
[0002] 用于測量物理加速度的傳統(tǒng)傳感器通常具有由硅制成的微機械結構（傳感器芯） 和分析處理電子器件。能夠實現在垂直于傳感器芯的主平面的方向上的加速度測量的傳感 器芯被稱作Z傳感器。這種傳感器用于機動車領域，例如在ESP系統(tǒng)中，或者用于移動電話領 域。
[0003] 例如，在博士論文".〇七:枕￡1:§￡1161111通靡加(：11&11丨丨(-361180代11318 6161^1：1^(3116 Teststrukturen zur Charakterisierung ihrer Herstellungsprozesse"（Maute， Matthias;圖賓根大學;2003年)的第六章中詳細描述了所述傳感器原理。
[0004] EP 0 244 581 A1公開了一種用于自動觸發(fā)乘員保護裝置的微機械傳感器。
[0005] EP 0 773 443 B1公開了一種微機械加速度傳感器。
[0006] 在例如在DE 10 2007 060 878 A1 和DE 10 2009 000 167 A1 中公開的所謂"FP功 能化"的范疇內，為微機械加速度傳感器構造了擺桿，所述擺桿不是僅由一單個緊湊層結構 化，而是在兩個不同的硅層中結構化。因此可以構成可運動的"盆狀"結構。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的任務是，提供一種用于微機械Z傳感器的具有改善的阻尼特性的擺桿裝 置。
[0008] 根據第一方面，所述任務通過一種用于微機械Z傳感器的擺桿裝置解決，該擺桿裝 置具有：
[0009] -兩個圍繞扭轉彈簧支承的擺桿臂，所述擺桿臂關于所述扭轉彈簧非對稱地構造； 其中，
[0010] -所述擺桿臂具有第一穿孔;其中，
[0011] -所述擺桿臂至少之一具有至少一個開口，其中，所述第一穿孔的直徑構造為限定 地小于所述開口的直徑;并且，
[0012] -在所述擺桿臂至少之一中構造空腔，用于使所述第一穿孔與所述至少一個開口 連接。
[0013] 根據本發(fā)明的擺桿裝置以該方式可以有利地具有提高的阻尼。
[0014] 根據第二方面，所述任務通過用于制造用于微機械Z傳感器的擺桿裝置的方法解 決，該方法具有以下步驟：
[0015] -構造兩個非對稱地構造的擺桿臂；
[0016] -在所述擺桿臂的第三功能層中構造第一穿孔；
[0017] -在所述擺桿臂至少之一的第一功能層中構造至少一個開口；并且
[0018] -在所述擺桿臂至少之一中構造至少一個空腔，由此使所述第一穿孔與所述至少 一個開口連接。
[0019] 從屬權利要求的主題是本發(fā)明擺桿裝置和本發(fā)明方法的優(yōu)選實施例。
[0020] 所述擺桿裝置的一種有利擴展構型的特征在于，第一穿孔具有構造在擺桿裝置的 x-y平面中的約0.5μπιX約2μπι的面，并且，所述開口具有構造在擺桿裝置的x-y平面中的約2 μπιΧ約3μπι的面。以該方式提供用于穿孔和盲孔的特定尺寸，所述尺寸極大地受益于連接空 腔。
[0021] 所述擺桿裝置的另一種有利擴展構型設置，在擺桿裝置的第三功能層中構造所述 第一穿孔。以該方式支持第一穿孔的在工藝技術上有利的制造。
[0022] 所述擺桿裝置的另一種有利擴展構型的特征在于，在所述擺桿裝置的第一功能層 中構造所述至少一個開口。在工藝技術上在第一功能層中設置比在第三功能層中更大的槽 □ 〇
[0023] 所述擺桿裝置的另一種有利擴展構型設置，所述空腔布置在具有第一功能層的一 擺桿臂中。以這種方式存在足夠的質量用于構造連接空腔。
[0024] 下面根據多個附圖借助進一步的特征和優(yōu)點詳細說明本發(fā)明。在此，所說明的所 有特征自身或者任意組合地形成發(fā)明主題，不依賴于在說明書或附圖中對它們的描述以及 在權利要求中的組合或引用關系。相同的或功能相同的元件具有相同的附圖標記。附圖是 定性地而不是按比例地制作的。因此不能從附圖中得知比例和數量級。
【附圖說明】
[0025] 附圖示出：
[0026] 圖1用于微機械Ζ傳感器的傳統(tǒng)擺桿裝置的橫截面視圖；
[0027] 圖2用于微機械Ζ傳感器的本發(fā)明擺桿裝置的簡化表示的一種實施方式；
[0028] 圖3用于微機械Ζ傳感器的本發(fā)明擺桿裝置的一種實施方式；
[0029] 圖4用于微機械Ζ傳感器的本發(fā)明擺桿裝置的俯視圖；
[0030] 圖5本發(fā)明方法的一種實施方式的原理性流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 圖1以橫截面視圖極其簡化地示出用于微機械Ζ加速度傳感器的傳統(tǒng)擺桿裝置。 [0032]在該截面視圖中可看出，擺桿裝置100的整體結構由三個功能層實現，即處于上方 的第一功能層ΕΡ、布置在第一功能層ΕΡ和第三功能層FP之間的第二功能層0Κ和處于下方的 第三功能層FP層。在此，第二功能層0Κ也可根據需要取消。擺桿裝置100在擺桿臂20、21中具 有一些優(yōu)選構造在第三功能層FP中的第一穿孔30。在擺桿臂21的第一功能層ΕΡ中布置有第 二穿孔31，第二穿孔的直徑大于第一穿孔30的直徑。
[0033]第一穿孔30的貫通孔的大小在從約0.5μπι到約2μπι的范圍內變動。第二穿孔31的貫 通孔的大小在從約2μηι到約3μηι的范圍內變動。所述穿孔30、31的不同是由工藝決定的并且 僅能受限制地改變。它們主要由此引起:在制造過程中，處于其下方的層能夠借助蝕刻氣體 被蝕刻掉。借助以限定的剛性構造的扭轉彈簧10,擺桿裝置100的結構可旋轉或者說可扭轉 地支承在或者說懸掛在硅基底1上。
[0034] 可看出，擺桿臂20、21由于關于扭轉彈簧10的不同質量分布而非對稱地構造。這種 非對稱可以在擺桿臂20、21基本等長(幾何對稱）的情況下通過擺桿臂20、21的非對稱質量 分布構成，例如通過擺桿臂20、21的上述不同穿孔30、31或通過兩個擺桿臂20、21的不同厚 度構成。但附加地或替代地，該非對稱也可通過兩個擺桿臂20、21的幾何非對稱(例如不同 的臂長)來實現。
[0035] 由于垂直于擺桿裝置100的主平面起作用的加速度(Z方向上的垂直加速度），擺桿 裝置100的結構會基于兩個擺桿臂20、21的非對稱而圍繞扭轉彈簧10扭轉。擺桿裝置100通 過電路(未示出）保持在限定的電勢上，布置在擺桿裝置100下方的、用于測量目的的、固定 的第二電極(未示出）保持在另一限定的電勢上?？煽闯鰯[桿臂20、21的"盆狀"結構，其中， 在該盆狀結構的上方