微機械彈簧裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微機械彈簧裝置。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造微機械彈簧裝置的方法。
【背景技術】
[0002]在微機械慣性傳感器、即例如轉速傳感器、加速度傳感器或者微鏡這樣的具有可運動結構的傳感器中，大多使用微機械彈簧，在微機械彈簧上懸掛振動質(zhì)量。除了其質(zhì)量懸掛功能之外，這些彈簧懸掛裝置常常也作為機械的止擋使用，以便在過載時制動或者說限制運動進而避免例如彈簧斷裂這樣的破壞。
[0003]過載情況可能由于外部的加速或者也由于旋轉加速而出現(xiàn)。因為每個慣性傳感器也與分析電路連接，過載情況也可能由于靜電力而出現(xiàn)，所述靜電力由于從外部施加的電壓而有意或者無意地產(chǎn)生。
[0004]盡管這種做法、即將彈簧懸掛也作為機械止擋來使用被多次證明是可行的，然而也總是存在以下事實:振動結構與固定連接上的結構的各種接觸代表一定風險的材料損耗。
[0005]例如，在具有數(shù)十kHz的諧振頻率的轉速傳感器中，由于在少數(shù)幾分鐘之內(nèi)過高的驅(qū)動電壓而可能發(fā)生數(shù)百萬次止擋。
[0006]除了可能的顆粒形成和與之有關的、在電短路和機械短路方面的風險之外，這樣的材料損耗例如也可能導致機械地起作用的彈簧結構變薄進而其機械剛性改變。在極端情況下，機械地起作用的彈簧結構也可能被分開。
[0007]圖1a示出常規(guī)的微機械彈簧裝置100，其具有兩個相互平行地布置的彈簧腿10、由氧化物材料構成的固定連接裝置30和可運動的振動質(zhì)量40。在彈簧裝置100普通運行時，兩個彈簧腿10絕不應接觸，相應地設計彈簧腿10的寬度。
[0008]圖1b畫虛線表明地示出固定連接裝置30和振動質(zhì)量40之間的潛在接觸區(qū)域，其中，在該接觸區(qū)域中示出固定連接裝置30與可運動的質(zhì)量40的無意的相互碰撞。
[0009]圖1c示出多次這種止擋的結果，其中，可看到，彈簧腿10在固定連接裝置30和可運動的質(zhì)量40的區(qū)域中由于“塵埃磨損(Feinstaubabrieb)”而明顯變薄，這對于彈簧腿10來說是巨大的斷裂危險并且可能意味著彈簧裝置100的重要的功能減損。尤其，由此產(chǎn)生機械上較軟的彈簧腿10，所述彈簧腿可能造成彈簧裝置100的驅(qū)動頻率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的任務在于，提供一種改進的微機械彈簧裝置。
[0011]根據(jù)第一方面，該任務通過一種微機械彈簧裝置解決，該彈簧裝置具有
[0012]-兩個基本上相互平行地布置的彈簧腿;和
[0013]-至少一個止擋元件，該止擋元件布置用于阻止兩個彈簧腿相互止擋。
[0014]因此，借助于止擋元件，能夠以有利的方式在質(zhì)量相互止擋時不損壞彈簧腿。借此提供有效的預防性措施，所述預防性措施使得能夠在時間上有限的故障運行中使彈簧裝置不在關鍵性的部位上受損壞。
[0015]根據(jù)第二方面，該任務通過用于制造微機械彈簧裝置的方法來解決，該方法具有同時實施的步驟:
[0016]-構造兩個相互平行地布置的彈簧腿；
[0017]-構造止擋元件，和
[0018]-這樣布置止擋元件，使得因此可以阻止彈簧腿的相互止擋。
[0019]微機械彈簧裝置和方法的有利拓展方案為從屬權利要求的主題。
[0020]微機械彈簧裝置的有利拓展方案的特征在于，止擋元件的寬度處于彈簧裝置頭部尺寸的數(shù)量級上。以此方式，這樣特定地確定止擋元件的尺寸，使得可以阻止兩個彈簧腿相互止擋。
[0021]微機械彈簧裝置的另一種有利拓展方案的特征在于，止擋元件與彈簧裝置整體地構成。以此方式促進止擋元件的技術簡單的制造，所述止擋元件因此可以在與整個彈簧裝置相同的生產(chǎn)過程中制成。
[0022]彈簧裝置的另一種有利拓展方案的特征在于，所述止擋元件布置在彈簧腿的區(qū)域之外。由此可以阻止彈簧腿的損壞。
[0023]彈簧裝置的另一種有利的拓展方案的特征在于，所述止擋元件布置在用于彈簧腿的保持裝置上。由此，雖然彈簧腿的保持裝置可以相互止擋并且由此引起止擋元件的一定的有意的損壞，但是，彈簧腿保持不受該損壞影響。在止擋情況下，以此方式在最大程度上避免彈簧腿的材料損耗。
[0024]彈簧裝置的另一種有利的拓展方案設置，止擋元件盡可能大面積地構成。以此方式可以使作用到止擋元件上的力作用均勻，從而可以使止擋的次數(shù)最大。
[0025]彈簧裝置的另一種有利的拓展方案的特征在于，止擋元件的材料是與其余彈簧裝置材料相同的材料。借此使得止擋元件可以通過微系統(tǒng)技術的、證明可行的加工方法處理。
【附圖說明】
[0026]以下通過另外的特征和優(yōu)點參照多個附圖詳細說明本發(fā)明。在此，全部的特征一一與它們在說明書和附圖中的表示無關或者說與它們在權利要求中的引用關系無關地一一構成本發(fā)明的主題。附圖不必按比例示出并且尤其適用于直觀地說明根據(jù)本發(fā)明的原理。
[0027]在附圖中示出:
[0028]圖1a常規(guī)的微機械彈簧裝置；
[0029]圖1b在止擋情況下的、常規(guī)的微機械彈簧裝置；
[0030]圖1c在多個止擋事件之后的、圖1a和圖1b的微機械彈簧裝置；
[0031]圖2a微機械彈簧裝置的第一實施方式；
[0032]圖2b在止擋情況下的、圖2a的微機械彈簧裝置；
[0033]圖2c在多個止擋事件之后的、圖2a和圖2b的微機械彈簧裝置;和
[0034]圖3根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式的原理過程；
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明提出，微機械彈簧裝置100的在過載情形下可能出現(xiàn)機械接觸的部位在結構上通過止擋元件20來保護，所述止擋元件實現(xiàn)一種磨損提前(Verschleissvorhalt)。以此方式，材料損耗不會首先導致彈簧結構的削弱，而僅僅在不那么重要的部位上導致期望的材料損耗。以此方式，例如可以根據(jù)實施方案而定截獲數(shù)千至數(shù)十萬止擋事件，而不發(fā)生有效的彈簧結構的顯著削弱。
[0036]彈簧結構在大多數(shù)情況下在固定結構和可運動結構的連接點上相對置地布置。本發(fā)明設置，借助于止擋座或者說止擋?；蛘哒f止擋犧牲結構形式的止擋