CN109843787A - 微机械构件和用于微机械构件的制造方法 - Google Patents

微机械构件和用于微机械构件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109843787A
CN109843787A CN201780064777.6A CN201780064777A CN109843787A CN 109843787 A CN109843787 A CN 109843787A CN 201780064777 A CN201780064777 A CN 201780064777A CN 109843787 A CN109843787 A CN 109843787A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
micro
contact pin
coil windings
mechanical component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780064777.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109843787B (zh
Inventor
R·施特劳布
A·芬恩
F·恩吉卡姆恩吉蒙齐
J·穆霍
H·格鲁茨埃克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN109843787A publication Critical patent/CN109843787A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109843787B publication Critical patent/CN109843787B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/085Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by electromagnetic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/004Angular deflection
    • B81B3/0045Improve properties related to angular swinging, e.g. control resonance frequency
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04Optical MEMS
    • B81B2201/042Micromirrors, not used as optical switches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0118Cantilevers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03Static structures
    • B81B2203/0307Anchors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Moving Of Heads (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微机械构件,具有夹持装置(10),借助至少一个线圈支架(12)保持的并且包括由至少一种导电材料制成的印制导线(22)的至少一个线圈绕组(14),其中,所述至少一个线圈绕组(14)的至少一个第一部分区段(14a)锚固在配属的线圈支架(12)上,和能变换位置的部件(16),其中,所述至少一个线圈支架(12)和所述能变换位置的部件(16)相互连接并且通过至少一个弹簧元件(18)与所述夹持装置(10)连接,使得所述能变换位置的部件(16)相对于所述夹持装置(10)围绕至少一个旋转轴线(20)能变换位置,并且其中,所述至少一个线圈绕组(14)的所述至少一个第一部分区段(14a)锚固在配属的线圈支架(12)上,而同一所述线圈绕组(14)的至少一个第二部分区段(14b)作为悬置的部分区段(14b)跨越在配属的线圈支架(12)中构造的至少一个中间空隙(24)。

Description

微机械构件和用于微机械构件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种微机械构件。本发明同样涉及一种用于微机械构件的制造方法。
背景技术
在DE 10 2010 064 218 A1中描述一种可磁性驱动的微镜。微镜包括借助各一个线圈支架保持的两个线圈绕组和与所述两个线圈绕组连接的镜,其中,线圈绕组和镜通过两个弹簧与夹持装置这样连接,使得镜通过线圈绕组的通电和外部磁场的产生而相对于夹持装置围绕旋转轴线变换位置。
发明内容
本发明提出一种具有权利要求1的特征的微机械构件和具有权利要求15的用于微机械构件的制造方法。
通过将至少一个线圈绕组分别构造为具有至少一个悬置的部分区段的线圈绕组或通过将由所述至少一个悬置的部分区段跨越的至少一个中间空隙构造在至少一个配属的线圈支架中,可以减小所述至少一个线圈支架(关于旋转轴线而言)的惯性力矩。相应地,也减小微机械构件的可处于/已处于围绕旋转轴线的旋转运动中的质量的(关于旋转轴线而言的)(总)惯性力矩。(总)惯性力矩的降低减小根据本发明的微机械构件的能量消耗/能量需要,并且由此有助于简化该微机械构件的能量供应和它的可使用性的扩展。此外,(总)惯性力矩的降低引起能变换位置的部件围绕旋转轴线的谐振的振动运动的固有频率的增大,这经常使谐振的振动运动的有针对性的激发变简单(而并不同时激发处不期望的振动模式)。如下面更详细地阐释的那样,(总)惯性力矩的降低也有助于提升根据本发明的微机械构件的抗跌落性。
在微机械构件的有利的实施方式中,所述至少一个线圈绕组的所述至少一个悬置的部分区段包括至少一个线圈绕组部分区段,在该线圈绕组部分区段中印制导线的印制导线部分区段相比于相同线圈绕组的其他印制导线部分区段具有相对于旋转轴线的最大间距。因此,“节省”或“省去”所述至少一个线圈支架的至少一个部分区域,该部分区域由于它相对于旋转轴线的相对较大的间距会有助于显著地增大(总)惯性力矩。
优选地,所述至少一个线圈绕组的印制导线垂直地延伸超过至少一个棱边,该棱边构造在所述至少一个线圈支架的装备有所述至少一个线圈绕组的至少一个第一部分区段的至少一个支架面和相同线圈支架的限界相应相邻的中间空隙的外面之间。印制导线在相应的至少一个棱边上的这种垂直延伸有助于提升所述至少一个线圈绕组的稳定性。因此,至少在该实施方式中,对于借助本发明可产生的(关于旋转轴线而言的)(总)惯性力矩的降低不必承受所述至少一个线圈绕组的稳定性的降低。
在相同线圈绕组的两个相邻的印制导线之间的中间容积例如以至少一种电绝缘材料填充。借助填充到相邻的印制导线之间的所述至少一种电绝缘材料也可以提升线圈绕组的稳定性。
对此替代地或补充地,也可以在所述至少一个线圈绕组的朝着所述至少一个线圈支架定向的一侧上至少在所述至少一个线圈绕组的所述至少一个第一部分区段和相应配属的线圈支架之间构造电绝缘缓冲层。优选地,电绝缘缓冲层的至少一个悬置的部分区段在所述至少一个线圈绕组的所述至少一个悬置的部分区段处一起跨越所述至少一个中间空隙。这也有助于提升相应线圈绕组的稳定性。
在另外的有利实施方式中,所述至少一个线圈支架包括沿着或平行于旋转轴线延伸的至少一个第一支架接片和沿着或平行于旋转轴线延伸的至少一个第二支架接片,其中,能变换位置的部件或能变换位置的部件的锚固区域位于第一支架接片和第二支架接片之间。微机械构件的唯一线圈绕组尤其可以仅锚固在第一支架接片和第二支架接片上。同样地,微机械构件可以具有刚好两个线圈绕组,并且所述两个线圈绕组的第一线圈绕组仅锚固在第一支架接片上,并且所述两个线圈绕组的第二线圈绕组仅锚固在第二支架接片上。在两种情况下,线圈支架仅具有关于旋转轴线而言的相对较小的惯性力矩。
以可选的方式,所述至少一个线圈支架还可以包括垂直于旋转轴线延伸的至少一个横梁。微机械构件的唯一线圈绕组可以仅锚固在第一支架接片、第二支架接片和所述至少一个横梁上。如果微机械构件具有刚好两个线圈绕组,所述两个线圈绕组的第一线圈绕组可以仅锚固在第一支架接片和布置在其上的所述至少一个横梁上,并且所述两个线圈绕组的第二线圈绕组可以仅锚固在第二支架接片和布置在其上的所述至少一个横梁上。在这些情况下线圈支架的惯性力矩也是相对较小的。
如果微机械构件具有刚好两个线圈绕组,各一个第一支撑接片(44a、44b)也可以布置在第一和第二支架接片(42a、42b)的各自的第一端部上,并且各一个第二支撑接片(46a、46b)可以布置在第一和第二支架接片(42a、42b)的各自的第二端部上,并且所述两个线圈绕组的第一线圈绕组可以仅锚固在第一支架接片、所布置的第一支撑接片和所布置的第二支撑接片上,并且所述两个线圈绕组的第二线圈绕组可以仅锚固在第二支架接片、所布置的第一支撑接片和所布置的第二支撑接片上。由此在该实施方式中也确保微机械构件的可处于/已处于围绕旋转轴线的旋转运动中的质量的(关于旋转轴线而言)小的(总)惯性力矩。
例如微机械构件可以是具有能变换位置的镜板作为能变换位置的部件的微镜。构造为微镜的微机械构件可以多方面地使用。然而要指出,微机械构件的可构造性不局限于微镜。
在实施用于微机械构件的相应制造方法时也确保前面所述的优点。要指出的是,可以扩展根据微机械构件的前面阐释的实施方式的制造方法。
附图说明
下面参照附图阐释本发明的其他特征和优点。附图示出:
图1a至1d微机械构件的第一实施方式的示意图;
图2a至2c微机械构件的第二实施方式的示意图;
图3a至3c微机械构件的第三实施方式的示意图;
图4a和4b微机械构件的第四实施方式的示意图;
图5a至5d微机械构件的第五实施方式的示意图;和
图6用于阐释用于微机械构件的制造方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1a至1d示出微机械构件的第一实施方式的示意图,其中,图1a示出俯视图,图1b示出沿着图1a的线A-A’的横截面,图1c示出沿着图1a的线B-B’的横截面,并且图1d示出图1a的放大部分视图。
在图1a至1d中示意性描绘的微机械构件具有(画出部分轮廓的)夹持装置10(例如壳体或壳体部分10)、借助至少一个线圈支架12保持的至少一个线圈绕组14和能变换位置的部件16。所述至少一个线圈支架12和能变换位置的部件16相互连接。此外,所述至少一个线圈支架12和能变换位置的部件16通过至少一个弹簧元件18与夹持装置10连接,使得能变换位置的部件16可以相对于夹持装置10围绕至少一个旋转轴线20变换位置。
在图1a至1d的实施方式中,微机械构件示例性地是具有作为能变换位置的部件16的能变换位置的镜板16的微镜。然而要指出,微机械构件的这种构造仅示例性地呈现。
所述至少一个线圈绕组14分别包括由至少一种导电材料制成的印制导线22。印制导线22例如可以由铜(Cu)作为所述至少一种导电材料形成。然而要指出,所述至少一个线圈绕组14/其印制导线22的可构造性不局限于铜作为所述至少一种导电材料的使用。印制导线22例如也可以由(掺杂的)多晶硅制成。
优选地,所述至少一个线圈绕组14是微机械构件的磁性致动装置的部件,从而(在微机械构件运行期间)借助所述至少一个线圈绕组14的印制导线22的通电和外部磁场的产生可以将洛伦兹力这样传递到能变换位置的部件16上,使得能变换位置的部件16围绕旋转轴线20变换位置。能变换位置的部件16尤其可以处于围绕旋转轴线20的谐振振动运动。因为适用于给印制导线22通电的电流和电压信号和设计用于产生外部磁场的磁体装置由现有技术已知,因此在这里不详细探讨。
所述至少一个线圈绕组14的至少一个第一部分区段14a(作为至少一个锚固的部分区段14a)锚固在配属的线圈支架12上(参见图1b)。这也可以解释为,所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个锚固的部分区段14a(直接地或间接地)接触配属的线圈支架12。(由所述至少一种导电材料制成的)印制导线22的位于所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个锚固的部分区段14a中的、锚固的印制导线部分区段22a尤其可以直接接触配属的线圈支架12(参见图1b)。所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个第一部分区段/锚固的部分区段14a锚固在配属的线圈支架12上,而同一线圈绕组14的至少一个第二部分区段14b作为悬置的部分区段14b跨越在配属的线圈支架12中构造的至少一个中间空隙24(参见图1c)。因此,所述至少一个悬置的部分区段14b与配属的线圈支架12仅通过同一线圈绕组14的所述至少一个锚固的部分区段14a连接,而不(直接)接触配属的线圈支架12。在印制导线22的位于所述至少一个锚固的部分区段14a中的、锚固的印制导线部分区段22a直接接触配属的线圈支架12的情况下,在(由所述至少一种导电材料制成的)印制导线22的位于同一线圈绕组14的所述至少一个悬置的部分区段14b中的、悬置的印制导线部分区段22b和配属的线圈支架12之间不存在接触(参见图1c)。
通过所述至少一个悬置的部分区段14b在所述至少一个线圈绕组14处的构造或由所述至少一个悬置的部分区段14b所跨越的所述至少一个中间空隙24在所述至少一个配属的线圈支架12中的构造,可以“节省”所述至少一个线圈支架12的质量。(例如可以在材料沉积时省去所述至少一个线圈支架12的“节省的”质量。同样地,所述至少一个线圈支架12的“节省的”质量也可以理解为移除的质量。)由此所述至少一个线圈支架12可以构造有(关于旋转轴线20而言)较小的惯性力矩。相应地,可以减小微机械构件的可处于/已处于围绕旋转轴线20的旋转运动中的质量12、14和16的(总)惯性力矩(关于旋转轴线20而言)。
通过降低微机械构件的能变换位置的质量12、14和16的(总)惯性力矩(关于旋转轴线20而言),可以减小为了使能变换位置的部件16围绕旋转轴线20移动所施加的能量。此外,(总)惯性力矩的降低引起能变换位置的部件16围绕旋转轴线20的谐振的振动运动的固有频率的增大。能变换位置的部件16的不期望的振动模式的频率也可以借助(总)惯性力矩的降低而增大。下面还将探讨这里所描述的频率增大的优点。
优选地,所述至少一个中间空隙24被(完全)填充以空气、气体或真空。在所述至少一个线圈支架12中构造的所述至少一个中间空隙24例如可以理解为由相应线圈支架12的子组件撑开的中间容积。所述至少一个中间空隙24尤其可以结构化到所述至少一个线圈支架12中,例如借助至少一个蚀刻过程。在这种情况下,所述至少一个部分区段14b通过(部分)移除/蚀刻掉所述至少一个线圈支架12的所述至少一种材料来实现。优选地,所述至少一个线圈支架12由半导体材料、例如硅形成。这简化了所述至少一个线圈支架12的结构化,使得由此保持的所述至少一个线圈绕组14(除了锚固在配属的线圈支架12上的所述至少一个部分区段14a之外)具有至少一个悬置的部分区段14b。然而要指出,即使在使用代替硅的或作为硅的补充的另外的半导体材料时也确保所述至少一个线圈支架12的简单的可构造性。
优选地,所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个悬置的部分区段14a包括至少一个线圈绕组部分区段14x,在该线圈绕组部分区段中印制导线22的(悬置的)印制导线部分区段22x相比于相同线圈绕组14的其他印制导线部分区段22a或22b具有相对于旋转轴线20的最大间距。这也可以解释为,通过省去或移除配属的线圈支架12的部分来无线圈支架地构造至少一个线圈绕组部分区段14x,该线圈绕组部分区段的(悬置的)印制导线部分区段22x(相比于相同线圈绕组14的其他印制导线部分区段22a或22b)具有相对于旋转轴线20的最大间距。由此,各个线圈支架12在具有配属的线圈绕组的至少一个(关于旋转轴线20而言)离轴区域处具有相对较小的质量/不具有质量。这有助于所述至少一个线圈支架12(关于旋转轴线20而言)的惯性力矩的附加减小,并且由此有助于能变换位置的质量12、14和16和微机械构件(关于旋转轴线20而言)的(总)惯性力矩的进一步减小。
在图1a至1d的微机械构件中,在相同线圈绕组14的两个相邻的印制导线22之间的中间容积填充有至少一种电绝缘材料26。作为所述至少一种电绝缘材料例如可以使用氧化硅和/或氮化硅。因此,可以使用相对成本更有利的和更容易加工的材料。然而要指出,这里提到的材料仅是示例性的。通过以所述至少一种电绝缘材料26填满相邻的印制导线22之间的中间容积,所述至少一个线圈绕组14(既在它的至少一个锚固的部分区段14a处也在它的至少一个悬置的部分区段14b处)相对紧凑地构造。因此,尽管实现了所述至少一个悬置的部分区段14b,所述至少一个线圈绕组14具有高稳定性。因此,所述至少一个线圈绕组14还可以可靠地作为磁性致动装置的部件使用。然而替代地,在同一线圈绕组14的两个相邻的印制导线22之间的中间容积中也可以存在空气、气体或真空,所述中间容积作为用于所述至少一个线圈绕组14的“绝缘体”使用。
图1d(部分地)示出配属的线圈支架12的装备有所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个锚固的部分区段14a的支架面28。也示出构造在同一线圈支架12上的棱边30,该棱边构造在支架面28和相同线圈支架12的限界相邻的中间空隙24外面32之间。(限界相邻的中间空隙24的外面32尤其可以通过线圈支架12结构化。)在图1d中可看出,各个线圈绕组14的印制导线22垂直地延伸超过棱边30。这也可以解释为,各个线圈绕组14的印制导线22在棱边30上方垂直于棱边30地定向。印制导线22在棱边30处的垂直定向提升了印制导线22的局部稳定性。相应地,所述至少一个线圈绕组14的印制导线22也可以垂直地延伸超过(未示出的)另外的棱边,所述另外的棱边构造在所述至少一个线圈支架12的所述至少一个支架面28和所述至少一个线圈支架12的限界相应相邻的中间空隙24的至少一个另外的外面32之间。(在这种情况下所述至少一个线圈绕组14的印制导线22也在所述至少一个另外的棱边上方垂直于相应的棱边地定向。)这有助于所述至少一个线圈绕组14的稳定性的附加提升。
图1a至1d的实施方式示例性地具有仅一个唯一线圈绕组14。唯一线圈绕组14的(唯一)线圈支架12包括沿着旋转轴线20延伸的第一支架接片34a和沿着旋转轴线20延伸的第二支架接片34b,其中,能变换位置的部件16或能变换位置的部件16的(未示出的)锚固区域位于第一支架接片34a和第二支架接片34b之间。(唯一)线圈绕组14尤其可以(借助所述至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第一支架接片34a和第二支架接片34b上。在这种情况下(唯一)线圈支架12仅由第一支架接片34a和第二支架接片34b构造/形成。因此,(唯一)线圈支架12可以实现有相对较小的惯性力矩(关于旋转轴线20而言)。
示例性地,图1a至1d的微机械构件的(唯一)线圈支架12还包括垂直于旋转轴线20延伸的(可选的)至少一个横梁36,在该横梁上区段式地(即借助所述至少一个锚固的部分区段14a)锚固有唯一线圈绕组14。所述至少一个横梁36可以牢固地接合在第一支架接片34a、第二支架接片34b、能变换位置的部件16和/或能变换位置的部件16的锚固区域上。优选地,所述至少一个横梁36关于包含旋转轴线20的镜对称平面镜对称地构造。所述至少一个横梁36可以附加地这样定位,使得微机械构件也关于垂直于旋转轴线20定向的并且居中地与能变换位置的部件16相交的另外的镜对称平面镜对称地构造。(此外,在图1a至1d的实施方式中,第一支架接片34a关于所述另外的镜对称平面与第二支架接片34b镜对称。)
有利地,在图1a至1d的实施方式中,(唯一)线圈绕组14仅锚固在第一支架接片34a、第二支架接片34b和所述至少一个(可选的)横梁36上。这也可以解释为,(唯一)线圈支架12仅由第一支架接片34a、第二支架接片34b和所述至少一个横梁36构造/形成。在这种情况下,(唯一)线圈支架也具有相对较小的惯性力矩。
图2a至2c示出微机械构件的第二实施方式的示意图,其中,图2a示出俯视图,图2b示出沿着图2a的线A-A’的横截面,并且图2c示出沿着图2a的线B-B’的横截面。
在图2a至2c中示意性描绘的实施方式与之前所阐释的微机械构件的区别在于,第一支架接片34a和第二支架接片34b(沿垂直于旋转轴线20的方向)具有较大的宽度并且各两个(沿着旋转轴线20延伸的并且关于包含旋转轴线20的镜对称平面镜对称的)支撑肋板38构造在第一支架接片34a和第二支架接片34b上。关于图2a至2c的实施方式的其他特征参见之前阐释的微机械构件。
图3a至3c示出微机械构件的第三实施方式的示意图,其中,图3a示出俯视图,图3b示出沿着图3a的线A-A’的横截面,并且图3c示出沿着图3a的线B-B’的横截面。
作为之前所描述的实施方式的扩展方案,图3a至3c的微机械构件还具有电绝缘缓冲层40,该电绝缘缓冲层构造在所述至少一个线圈绕组14朝着所述至少一个线圈支架12定向的一侧上。电绝缘缓冲层40既位于所述至少一个线圈绕组14的至少一个第一/锚固的部分区段14a和相应的配属的线圈支架12之间(参见图3b),也位于所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个悬置的部分区段14b处,使得电绝缘缓冲层40的至少一个悬置的部分区段40b跨越所述至少一个中间空隙24(参见图3c)。(电绝缘缓冲层40的与所述至少一个锚固的部分区段14a接触的至少一个锚固的部分区段40a直接接触配属的线圈支架12,而电绝缘缓冲层40的与所述至少一个悬置的部分区段14b接触的至少一个悬置的部分区段40b与线圈支架12没有直接接触。)由此,电绝缘缓冲层40不仅改善印制导线22和装备有该印制导线的线圈支架12之间的电绝缘,而且也提升了相应线圈绕组14的所述至少一个悬置的部分区段14b的稳定性。
电绝缘缓冲层40尤其可以由氧化硅和/或氮化硅形成。因此,对于电绝缘缓冲层40可以使用相对成本更有利的并且更容易加工的材料。然而要指出,电绝缘缓冲层40的可构造性不局限于确定材料或材料混合物的使用。电绝缘缓冲层40也可以具有多层的构造。
关于图3a至3c的实施方式的其他特征参见之前阐释的微机械构件的描述。如在图1a至1d的实施方式中那样,第一支架接片34a和第二支架接片34b还可以(沿垂直于旋转轴线20的方向)更窄地构造和/或没有支撑肋板38地构造。
图4a和4b示出微机械构件的第四实施方式的示意图,其中,图4a示出微机械构件的处于其静止位置中的能变换位置的部件,并且图4b示出微机械构件的处于其谐振的振动运动中的能变换位置的部件。
与之前描述的实施方式的不同在于,图4a和4b的微机械构件具有两个线圈绕组14,所述两个线圈绕组关于包含旋转轴线20的镜对称平面镜对称地构造。所述两个线圈绕组14中的每个线圈绕组配属有各自的线圈支架12,其中,两个线圈支架12也关于包含旋转轴线20的镜对称平面镜对称地构造。所述两个线圈支架12的第一线圈支架12包括平行于旋转轴线20延伸的第一支架接片42a,而所述两个线圈支架12的第二线圈支架12具有平行于旋转轴线20延伸的第二支架接片42b,其中,能变换位置的部件16或能变换位置的部件16的锚固区域位于第一支架接片42a和第二支架接片42b之间。第一支架接片42a位于旋转轴线20的第一侧上并且配属给所述两个线圈绕组14的第一线圈绕组14,而第二支架接片42b构造在旋转轴线20的第二侧上并且配属给所述两个线圈绕组14的第二线圈绕组14。第一线圈绕组14尤其可以(借助它的至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第一支架接片42a上,并且第二线圈绕组14可以(借助它的至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第二支架接片42b上。在这种情况下,第一线圈支架12仅由第一支架接片42a形成/构造,并且第二线圈支架12仅由第二支架接片42b形成/构造。因此,所述两个支架接片可以构造有相对较小的惯性力矩(关于旋转轴线20而言)。
在图4a和4b的实施方式中,各一个第一支撑接片44a或44b悬挂在第一和第二支架接片42a和42b各自的第一端部上,并且各一个第二支撑接片46a或46b悬挂在第一和第二支架接片42a和42b各自的第二端部上,其中,支撑接片44a、44b、46a和46b垂直于旋转轴线20延伸远离该旋转轴线。有利地,第一线圈绕组14(借助于它的至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第一支架接片42a、接合的第一支撑接片44a和接合的第二支撑接片46a上,并且第二线圈绕组14(借助它的至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第二支架接片42b、接合的第一支撑接片44b和接合的第二支撑接片46b上。由此,第一线圈支架12仅由第一支架接片42a、接合的第一支撑接片44a和接合的第二支撑接片46a形成/构造,并且第二线圈支架12仅由第二支架接片42b、接合的第一支撑接片44b和接合的第二支撑接片46b形成/构造。(因此,线圈支架12的形状可以解释为“括号形”。)因此,两个线圈支架12具有(关于旋转轴线20而言)小的惯性力矩。(附加地,在该实施方式中,所述至少一个线圈绕组14的所述至少一个悬置的部分区段14a也包括至少一个线圈绕组部分区段14x,在该线圈绕组部分区段中印制导线22的(悬置的)印制导线部分区段22x相比于相同线圈绕组14的其他印制导线部分区段22a或22b具有相对于旋转轴线20的最大间距。)
图5a至5d示出微机械构件的第五实施方式的示意图,其中,图5a示出微机械构件的装备有线圈的第一侧,图5b示出图5a的放大的部分视图,图5c示出微机械构件的远离第一侧指向的第二侧,并且图5d示出图5c的放大的部分视图。
在图5a至5d的实施方式中,与之前描述的微机械构件不同,横梁48a或48b(替代于支撑接片44a、44b、46a和46b)固定在第一支架接片42a和第二支架接片42b上,所述横梁垂直于旋转轴线20地延伸远离该旋转轴线。第一线圈支架12的横梁48a关于包含旋转轴线20的镜对称平面与第二线圈支架12的横梁48b镜对称。有利地,第一线圈绕组14(借助它的至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第一支架接片42a和至少一个固定的横梁48a上,并且第二线圈绕组14(借助它的至少一个锚固的部分区段14a)仅锚固在第二支架接片42b和至少一个固定的横梁48a上。因此,第一线圈支架12仅由第一支架接片42a和所述至少一个固定的横梁48a形成/构造,并且第二线圈支架12仅由第二支架接片42b和所述至少一个固定的横梁48b形成/构造。由此,两个线圈支架12具有(关于旋转轴线20而言)小的惯性力矩。关于图5a至5d的微机械构件的其他特征参见之前描述的实施方式。
在所有上述微机械构件中,线圈支架12具有(关于旋转轴线20而言)相对较小的惯性力矩。相应地,上述微机械构件的可处于/已处于围绕旋转轴线20的旋转运动中的质量12、14和16(关于旋转轴线20而言)的(总)惯性力矩相对较小。因此,能变换位置的部件16相对于夹持装置10围绕旋转轴线20的谐振的振动运动的固有频率相对较高。(例如在图4a和4b的实施方式中,固有频率从0.76kHz增大到1.1kHz。)相应地,不期望的振动模式(如能变换位置的部件16在由所述至少一个线圈绕组14撑开的平面内部的“横向”振动模式和能变换位置的部件16垂直于由所述至少一个线圈绕组14撑开的平面的“垂直”振动模式)的频率也增大。因此,(关于旋转轴线20而言的)(总)惯性力矩的减小不仅可以用于确定能变换位置的部件16围绕旋转轴线20的谐振的振动运动的所期望的固有频率,而且也用于避免/抑制不期望的振动模式。
在所有上述微机械构件中,还避免双金属效应或由此产生的内应力。即使在相应的微机械构件的环境中出现显著的温度变化时尤其不必担心所述至少一个线圈支架12的变形。
上述微机械构件也具有相对较高的抗跌落性。通过所实现的所述至少一个线圈支架12(关于旋转轴线20而言)的惯性力矩的降低,使所述至少一个弹簧18在相应的微机械构件撞击/碰撞时的负载降低。
图6示出用于阐释用于微机械构件的制造方法的实施方式的流程图。
在方法步骤S1中,将至少一个线圈支架和能变换位置的部件布置在夹持装置上。线圈支架和能变换位置的部件相互连接并且通过至少一个弹簧元件与夹持装置连接,使得能变换位置的部件相对于夹持装置围绕至少一个旋转轴线能变换位置地悬挂在夹持装置上。
在另一方法步骤S2中,也将借助所述至少一个线圈支架保持的并且包括由至少一种导电材料制成的印制导线的至少一个线圈绕组布置在(之后的)夹持装置上。为此,将所述至少一个线圈绕组的至少一个第一部分区段锚固在配属的线圈支架上。所述至少一个线圈绕组的所述至少一个第一部分区段被锚固在配属的线圈支架上,而构造在配属的线圈支架中的至少一个中间空隙由相同线圈绕组的至少一个第二部分区段作为悬置的部分区段跨越。
这里描述的制造方法也实现上面阐释的优点。方法步骤S1和S2能够以任意的顺序、部分交叉地或同时地实施。此外,可以扩展根据上面阐释的实施方式的制造方法。
所述至少一个线圈支架例如可以由35μm至50μm厚的半导体层结构化出。为了形成所述至少一个线圈绕组,可以首先沉积出由所述至少一种电绝缘材料形成的层(例如具有3至8μm的高度)。随后可以将沟槽结构化到所述层中,所述沟槽随后以印制导线的所述至少一种导电材料、如铜填充。

Claims (15)

1.微机械构件,具有:
夹持装置(10);
借助至少一个线圈支架(12)保持并且包括由至少一种导电材料制成的印制导线(22)的至少一个线圈绕组(14),其中,所述至少一个线圈绕组(14)的至少一个第一部分区段(14a)锚固在配属的线圈支架(12)上;和
能变换位置的部件(16);
其中,所述至少一个线圈支架(12)和所述能变换位置的部件(16)相互连接并且通过至少一个弹簧元件(18)与所述夹持装置(10)连接,使得所述能变换位置的部件(16)能够相对于所述夹持装置(10)围绕至少一个旋转轴线(20)变换位置;
其特征在于,
所述至少一个线圈绕组(14)的所述至少一个第一部分区段(14a)锚固在配属的线圈支架(12)上,而同一线圈绕组(14)的至少一个第二部分区段(14b)作为悬置的部分区段(14b)跨越在配属的线圈支架(12)中构造的至少一个中间空隙(24)。
2.根据权利要求1所述的微机械构件,其中,所述至少一个线圈绕组(14)的至少一个悬置的部分区段(14a)包括至少一个线圈绕组部分区段(14x),在该线圈绕组部分区段中所述印制导线(22)的印制导线部分区段(22x)相比于同一线圈绕组(14)的另外的印制导线部分区段(22a、22b)具有相对于所述旋转轴线(20)的最大间距。
3.根据权利要求1或2所述的微机械构件,其中,所述至少一个线圈绕组(14)的所述印制导线(22)垂直地延伸超过至少一个棱边(30),该棱边构造在所述至少一个线圈支架(12)的装备有所述至少一个线圈绕组(14)的所述至少一个第一部分区段(14a)的至少一个支架面(28)和同一线圈支架(12)的限界相应相邻的中间空隙(24)的外面(32)之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的微机械构件,其中,在同一线圈绕组(14)的两个相邻的印制导线(22)之间的中间容积以至少一种电绝缘材料(26)填充。
5.根据前述权利要求中任一项所述的微机械构件,其中,在所述至少一个线圈绕组(14)的朝着所述至少一个线圈支架(12)定向的一侧上至少在所述至少一个线圈绕组(14)的所述至少一个第一部分区段(14a)和相应配属的线圈支架(12)之间构造有电绝缘缓冲层(40)。
6.根据权利要求5所述的微机械构件,其中,所述电绝缘缓冲层(40)的至少一个悬置的部分区段(40b)在所述至少一个线圈绕组(14)的所述至少一个悬置的部分区段(14b)处一起跨越所述至少一个中间空隙(24)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的微机械构件,其中,所述至少一个线圈支架(12)包括沿着或平行于所述旋转轴线(20)延伸的至少一个第一支架接片(34a、42a)和沿着或平行于所述旋转轴线(20)延伸的第二支架接片(34b、42b),并且,其中,所述能变换位置的部件(16)或所述能变换位置的部件(16)的锚固区域位于所述第一支架接片(34a、42a)和所述第二支架接片(34b、42b)之间。
8.根据权利要求7所述的微机械构件,其中,所述微机械构件的唯一线圈绕组(14)仅锚固在所述第一支架接片(34a)和所述第二支架接片(34b)上。
9.根据权利要求7所述的微机械构件,其中,所述微机械构件具有刚好两个线圈绕组(14),并且所述两个线圈绕组(14)中的第一线圈绕组(14)仅锚固在所述第一支架接片(42a)上,所述两个线圈绕组(14)中的第二线圈绕组(14)仅锚固在所述第二支架接片(42b)上。
10.根据权利要求7所述的微机械构件,其中,所述至少一个线圈支架(12)还包括垂直于所述旋转轴线(20)延伸的至少一个横梁(36)。
11.根据权利要求10所述的微机械构件,其中,所述微机械构件的唯一线圈绕组(14)仅锚固在所述第一支架接片(34a)、所述第二支架接片(34b)和所述至少一个横梁(36)上。
12.根据权利要求10所述的微机械构件,其中,所述微机械构件具有刚好两个线圈绕组(14),并且所述两个线圈绕组(14)中的第一线圈绕组(14)仅锚固在所述第一支架接片(42a)和所布置的所述至少一个横梁(36)上,所述两个线圈绕组(14)中的第二线圈绕组(14)仅锚固在所述第二支架接片和所布置的所述至少一个横梁(36)上。
13.根据权利要求7所述的微机械构件,其中,所述微机械构件具有刚好两个线圈绕组(14),各一个第一支撑接片(44a、44b)布置在所述第一和第二支架接片(42a、42b)的各自的第一端部上,并且各一个第二支撑接片(46a、46b)布置在所述第一和第二支架接片(42a、42b)的各自的第二端部上,并且所述两个线圈绕组(14)中的第一线圈绕组(14)仅锚固在所述第一支架接片(42a)、所布置的第一支撑接片(44a)和所布置的第二支撑接片(46a)上,这两个线圈绕组(14)中的第二线圈绕组(14)仅锚固在所述第二支架接片(42b)、所布置的第一支撑接片(44b)和所布置的第二支撑接片(46b)上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的微机械构件,其中,所述微机械构件是微镜,具有能变换位置的镜板(16)作为能变换位置的部件(16)。
15.用于微机械构件的制造方法,所述制造方法具有以下步骤:
将借助至少一个线圈支架(12)保持并且包括由至少一种导电材料制成的印制导线(22)的至少一个线圈绕组(14)和能变换位置的部件(16)布置在夹持装置(10)上,其中,将所述至少一个线圈绕组(14)的至少一个第一部分区段(14a)锚固在配属的线圈支架(12)上,所述线圈支架(12)和所述能变换位置的部件(16)相互连接并且通过至少一个弹簧元件(18)与所述夹持装置(10)连接,使得所述能变换位置的部件(16)关于所述夹持装置(10)围绕至少一个旋转轴线(20)能变换位置地悬挂在所述夹持装置(10)上(S1);
其特征在于,
所述至少一个线圈绕组(14)的所述至少一个第一部分区段(14a)被锚固在配属的线圈支架(12)上,而构造在配属的线圈支架(12)中的至少一个中间空隙(24)被同一线圈绕组(14)的至少一个第二部分区段(14b)作为悬置的部分区段(14b)跨越(S2)。
CN201780064777.6A 2016-10-19 2017-09-25 微机械构件和用于微机械构件的制造方法 Active CN109843787B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016220514.5 2016-10-19
DE102016220514.5A DE102016220514A1 (de) 2016-10-19 2016-10-19 Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
PCT/EP2017/074171 WO2018072973A1 (de) 2016-10-19 2017-09-25 Mikromechanisches bauteil und herstellungsverfahren für ein mikromechanisches bauteil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109843787A true CN109843787A (zh) 2019-06-04
CN109843787B CN109843787B (zh) 2022-10-04

Family

ID=59982366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780064777.6A Active CN109843787B (zh) 2016-10-19 2017-09-25 微机械构件和用于微机械构件的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10989913B2 (zh)
JP (1) JP6719666B2 (zh)
CN (1) CN109843787B (zh)
CA (1) CA3036618A1 (zh)
DE (1) DE102016220514A1 (zh)
WO (1) WO2018072973A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113933987A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 华为技术有限公司 Mems微镜及光学扫描装置
CN114600030A (zh) * 2019-10-21 2022-06-07 罗伯特·博世有限公司 微机械振动系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109160481B (zh) * 2018-08-03 2020-07-07 南京理工大学 基于mems工艺的二维磁驱动扫描微镜及其制备方法
CN112305750A (zh) * 2019-08-02 2021-02-02 上海汽车集团股份有限公司 一种mems振镜及光学系统
US11543491B2 (en) * 2020-05-04 2023-01-03 GM Global Technology Operations LLC Optimized current path to enable flat MEMS mirror

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6749308B1 (en) * 1999-12-28 2004-06-15 Robert Bosch Gmbh Micromirror
CN103282819A (zh) * 2010-12-27 2013-09-04 罗伯特·博世有限公司 可磁驱动的微镜
CN105143958A (zh) * 2013-04-24 2015-12-09 罗伯特·博世有限公司 微机械部件和用于微机械部件的制造方法
EP2990375A2 (fr) * 2014-09-01 2016-03-02 MEMS Technology Ltd. Dispositif micromécanique à actionnement électromagnétique
CN105934698A (zh) * 2013-01-11 2016-09-07 英特尔公司 镜驱动装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6749308B1 (en) * 1999-12-28 2004-06-15 Robert Bosch Gmbh Micromirror
CN103282819A (zh) * 2010-12-27 2013-09-04 罗伯特·博世有限公司 可磁驱动的微镜
CN105934698A (zh) * 2013-01-11 2016-09-07 英特尔公司 镜驱动装置
CN105143958A (zh) * 2013-04-24 2015-12-09 罗伯特·博世有限公司 微机械部件和用于微机械部件的制造方法
EP2990375A2 (fr) * 2014-09-01 2016-03-02 MEMS Technology Ltd. Dispositif micromécanique à actionnement électromagnétique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114600030A (zh) * 2019-10-21 2022-06-07 罗伯特·博世有限公司 微机械振动系统
CN113933987A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 华为技术有限公司 Mems微镜及光学扫描装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016220514A1 (de) 2018-04-19
CN109843787B (zh) 2022-10-04
WO2018072973A1 (de) 2018-04-26
US20190219814A1 (en) 2019-07-18
JP6719666B2 (ja) 2020-07-08
CA3036618A1 (en) 2018-04-26
US10989913B2 (en) 2021-04-27
JP2019532828A (ja) 2019-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109843787A (zh) 微机械构件和用于微机械构件的制造方法
JP5005676B2 (ja) 機械的振動エネルギを電気エネルギに変換するための発電機
US9025796B2 (en) Vibration generator
CN107623425B (zh) 线性振动产生装置
US8624449B2 (en) Linear vibration motor
KR101003609B1 (ko) 진동자 및 그 제어방법, 그리고 이를 포함하는 휴대형단말기
JP5424379B2 (ja) 振動電流変換装置
EP3012679A1 (en) Piezoelectric and electromagnetic type two-dimensional optical deflector and its manufacturing method
JP2003518650A (ja) マイクロミラー
KR100748592B1 (ko) 초소형 선형 진동장치
JP2007158360A (ja) 可変インダクタを備える物品
KR20110010995A (ko) 선형 진동자
JP5588663B2 (ja) マイクロ電気機械システムスイッチ
JP4595779B2 (ja) 角速度センサ
US10536063B2 (en) Vibration motor and portable device
US9954425B2 (en) Linear vibrating motor
JPWO2014119202A1 (ja) 磁歪式振動発電装置
CN105143958A (zh) 微机械部件和用于微机械部件的制造方法
JP2004505788A (ja) 可変容量アセンブリ
JP2012520053A5 (zh)
US7821693B1 (en) MEMS mirror with rotation amplification and electromagnetic drive
JP2009210324A (ja) 加速度スイッチ
CN101939252B (zh) 微机械结构元件及其制造方法
JP5668247B2 (ja) 振動電流変換装置
JP2010122413A (ja) 光学反射素子

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant