DE102015209030B4

DE102015209030B4 - Mikromechanische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015209030B4
Application number: DE102015209030.2A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Specht; Massimiliano Putignano; Odd-Axel Pruetz; Frederic Njikam Njimonzie; Joerg Muchow; Helmut Grutzeck
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2023-06-07
Anticipated expiration: 2035-05-19
Also published as: US10737930B2; DE102015209030A1; CN107635909B; US20180155185A1; JP6608962B2; CN107635909A; WO2016184594A1; JP2018520892A

Abstract

Mikromechanische Vorrichtung (10) mit:einer Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516), welche an mindestens einem Anbindungspunkt (24-i; 124) der Federeinrichtung (16) bewegbar an eine Rahmeneinrichtung (14) ankoppelbar oder angekoppelt ist;wobei die Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516) mindestens einen Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) aufweist, welcher sich von dem mindestens einen Anbindungspunkt (24-i; 124) ausgehend erstreckt; undwobei der mindestens eine Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) derart strukturiert ist, dass er mindestens einen ersten Abschnitt (20-i; 220-i) sowie mindestens einen Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) zum Verringern einer Nichtlinearität der Federeinrichtung (16) aufweist, welcher gegenüber dem ersten Abschnitt (20-i; 220-i) verbreitert ist,wobei der mindestens eine Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) zumindest zum Teil durch eine Masseeinrichtung (26-i; 526) gebildet ist, welche an dem Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) als Teil der Federeinrichtung (16; 216; 316; 516) ausgebildet ist,wobei die Masseeinrichtung (26-i; 526) die Steifigkeit der Federeinrichtung (16; 516) unverändert lässt,wobei die Federeinrichtung (16; 216; 316; 416) mindestens zwei Stege (18-i; 218-i; 318-i) jeweils mit dem ersten und dem mindestens einen Verbreiterungsabschnitt (20-i; 220-i, 22-i; 222-i) aufweist, wobei die mindestens zwei Stege (18-i; 218-i; 318-i) zueinander symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse (S1) ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikromechanische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Vorrichtung.
Stand der Technik
Schwingende mikromechanische Vorrichtungen werden häufig in Resonanz betrieben, wobei eine Federeinrichtung der Vorrichtung resonant angetrieben wird und mit einer Resonanzfrequenz schwingt. Dadurch können beispielsweise Mikrospiegel oder andere Aktoren in gewünschter Weise ausgelenkt werden.
In der WO 2009/ 033 914 A1 ist eine mikromechanische Federeinrichtung beschrieben.
Die Dokumente US 2013/0 107 339 A1 , US 2014/0 139 898 A1 und DE 10 2011 076 555 A1 beschreiben mikromechanische Vorrichtungen, die teilweise die Merkmale der mikromechanischen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 aufweisen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart eine mikromechanische Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Vorrichtung, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
Entsprechend wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine mikromechanische Vorrichtung bereitgestellt, mit: einer Federeinrichtung, welche an mindestens einem Anbindungspunkt der Federeinrichtung bewegbar an eine Rahmeneinrichtung ankoppelbar oder angekoppelt ist; wobei die Federeinrichtung mindestens einen Steg aufweist, welcher sich von dem mindestens einen Anbindungspunkt ausgehend erstreckt; und wobei der mindestens eine Steg derart strukturiert ist, dass er mindestens einen ersten Abschnitt sowie einen Verbreiterungsabschnitt zum Verringern einer Nichtlinearität der Federeinrichtung aufweist, welcher gegenüber dem ersten Abschnitt verbreitert ist.
Unter einer Breite ist insbesondere eine geometrische Ausdehnung des Stegs bzw. der Stege in einer Richtung zu verstehen, welche senkrecht auf einer Richtung steht, entlang welcher sich der Steg erstreckt, bei einem linear ausgebildeten Steg z.B. senkrecht zu der Länge des Stegs, bei einem kurvig ausgebildeten Steg z.B. senkrecht zu einer tangentialen Richtung.
Weiterhin wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer mikromechanische Vorrichtung bereitgestellt, mit dem Schritt: Ausbilden einer Federeinrichtung, welche bewegbar an mindestens eine Rahmeneinrichtung ankoppelbar oder angekoppelt ist; wobei die Federeinrichtung mindestens einen Steg aufweist, welcher sich von der Rahmeneinrichtung ausgehend erstreckt; und wobei der mindestens eine Steg derart strukturiert ist, dass er mindestens einen ersten Abschnitt sowie einen Verbreiterungsabschnitt zum Verringern einer Nichtlinearität der Federeinrichtung aufweist, welcher gegenüber dem ersten Abschnitt verbreitert ist.
Die Federeinrichtung kann beispielsweise mit der Rahmeneinrichtung einstückig ausgebildet sein bzw. werden, sodass sie permanent an die Rahmeneinrichtung angekoppelt ist. Alternativ kann die Federeinrichtung auch an die Rahmeneinrichtung angefügt sein bzw. werden, beispielsweise angeklebt oder angebondet sein bzw. werden.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass durch Beeinflussung von Schwingungsmoden, welche auch kurz als Moden bezeichnet werden, einer resonanten mikromechanischen Vorrichtung durch eine angepasste Gestaltung von Federn und Massen eine geringere Nichtlinearität der Vorrichtung erreichbar ist. Somit kann eine vorteilhaft verringerte Modenkopplung erzielt werden.
Unter einer verringerten Modenkopplung soll insbesondere zu verstehen sein, dass Eigenfrequenzen unerwünschter Schwingungsmoden in dem gekoppelten Modenspektrum derart verschoben werden, dass sie bei einer Anregung einer gewünschten Schwingungsmode nicht, oder nur zu sehr geringem Anteil, beispielsweise unter fünf Prozent, mit angeregt werden.
Vorrichtungen mit geringer Modenkopplung können unempfindlicher gegenüber Prozesstoleranzen oder variierenden Umwelt-/Montagebedingungen oder äußeren Anregungen sein. Weiterhin können Vorrichtungen mit geringer Modenkopplung durch Regelungstechnik leichter und/oder stabiler ansteuerbar sein.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine mikromechanische Vorrichtung bereitzustellen, bei welcher eine Modenkopplung reduziert oder vermieden wird. Dies wird insbesondere durch zusätzliche Massen an der Federeinrichtung, insbesondere in Form von Verbreiterungsabschnitten, erreicht. Die Verbreiterungsabschnitte der Stege der Federeinrichtung sind im Vergleich zu dem restlichen Teil des jeweiligen Stegs beispielsweise mehr als zwanzig Prozent breiter, vorzugsweise mehr als fünfzig Prozent breiter, insbesondere mehr als einhundert Prozent breiter.
Modenkopplungen können beispielsweise bei nichtidealen sinusförmigen Schwingungen auftreten. Diese können insbesondere bei mit großen Auslenkungen schwingenden Vorrichtungen auftreten. Große Auslenkungen sind vorteilhaft z.B. für mikromechanische Spiegelvorrichtungen, um eine hohe Ablenkbarkeit von Lichtstrahlen zu erzielen, oder für Drehratensensoren, um ausreichend große Messsignale zu erhalten. Vorteilhafterweise werden für die Anregung schwingender mikromechanischer Vorrichtungen Rechteckimpulse verwendet. Rechteckimpulse sind durch eine Elektronik mit geringerem Aufwand bereitzustellen, zu steuern und zu schalten.
Insbesondere durch die nichtidealen sinusförmigen Schwingungen in Kombination mit Rechteckimpulsen als Erregerimpulsen entstehen Frequenzanteile mit einem, insbesondere ganzzahligen, Vielfachen n*f einer gewünschten Resonanzfrequenz f und/oder mit einem Produkt 1/n * f eines Kehrwerts 1/n einer ganzen Zahl n mit der gewünschten Resonanzfrequenz f. Diese erzeugten Frequenzanteile können in der mikromechanischen Vorrichtung vorhandene Moden anregen, wenn diese eine gleiche oder eine sehr ähnliche Frequenz aufweisen. Unerwünscht angeregte Moden können die Funktion der mikromechanischen Vorrichtung beinträchtigen.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist insbesondere zum Herstellen einer mikromechanischen Vorrichtung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen verwendbar und ist insbesondere gemäß allen beschriebenen Weiterbildungen und Varianten der mikromechanischen Vorrichtungen und Federeinrichtungen anpassbar.
Optional kann eine Rahmeneinrichtung als Teil der mikromechanischen Vorrichtung ausgebildet sein bzw. werden, welche mit der Federeinrichtung gekoppelt ist oder gekoppelt wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der mindestens eine Verbreiterungsabschnitt eine höhere Querschnittsfläche auf als der erste Abschnitt des Stegs. Die Querschnittsfläche ist insbesondere als senkrecht auf der Richtung stehend zu verstehen, in welcher sich der Steg erstreckt.
Erfindungsgemäß ist der mindestens eine Verbreiterungsabschnitt zumindest zum Teil durch eine Masseeinrichtung gebildet, welche an dem Steg als Teil der Federeinrichtung ausgebildet ist. Unter einer Masseeinrichtung ist insbesondere eine Zusatzmasse zu verstehen, d.h. eine Masse, welche auf die Steifigkeit der Federeinrichtung keinen oder nur einen geringen Einfluss hat, aber die Gesamtmasse der Federeinrichtung erhöht. Unter einem geringen Einfluss ist insbesondere eine relative Änderung der Steifigkeit, d.h. Federelastizität, der Federeinrichtung um weniger als zehn Prozent, vorzugsweise um weniger als fünf Prozent, besonders bevorzugt um weniger als zwei Prozent, zu verstehen. Somit ist mindestens eine Frequenz einer Eigenschwingung der Federeinrichtung vorteilhaft verschiebbar.
Die Masseeinrichtung kann vorteilhafterweise an einem lokalen Maximum einer Krümmung eines jeweiligen Stegs angeordnet sein, beispielsweise in einem Bereich, an welchem der jeweilige Steg eine Haarnadelkurve ausführt, d.h., eine Richtungsänderung um zwischen 160° und 200°, insbesondere zwischen 170° und 190°, durchführt.
Erfindungsgemäß lässt die Masseeinrichtung die Steifigkeit der Federeinrichtung unverändert. Somit werden die weiteren gewünschten Eigenschaften der mikromechanischen Vorrichtung nicht beeinflusst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Masseeinrichtung zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, einstückig mit dem Steg ausgebildet. Somit kann sich der technische Aufwand zur Herstellung der mikromechanischen Vorrichtung verringern. Alternativ kann die Masseeinrichtung auch an den Steg angefügt, z.B. angeklebt oder aufgebondet werden, was bei konkreten Ausgestaltungen aus Effizienzgründen vorteilhaft sein kann.
Erfindungsgemäß weist die Federeinrichtung mindestens zwei Stege jeweils mit dem ersten und dem mindestens einen Verbreiterungsabschnitt auf, wobei die mindestens zwei Stege zueinander symmetrisch ausgebildet sind. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist mittels an die Federeinrichtung ein Mikrospiegel der mikromechanischen Vorrichtung angekoppelt. Bevorzugt ist über die Federeinrichtung der Mikrospiegel bewegbar an eine Rahmeneinrichtung der mikromechanischen Vorrichtung angekoppelt.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine mikromechanische Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2a eine beispielhafte Federeinrichtung 116;
2b eine Federeinrichtung 216 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2c eine Federeinrichtung 316 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2d eine Federeinrichtung 416 gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
2e eine Federeinrichtung 516 gemäß noch einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll insbesondere nicht, sofern nichts anderes angegeben ist, eine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine mikromechanische Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die mikromechanische Vorrichtung 10 umfasst einen Mikrospiegel 12, dessen spiegelnde Oberfläche in 1 in das Blatt hinein weist. Der Mikrospiegel 12 weist einen Fuß auf, welcher einen Spiegelteller des Mikrospiegels 12, an welchem die spiegelnde Oberfläche ausgebildet ist, mit einem Verankerungspunkt 13 verbindet. Der Verankerungspunkt 13 ist über eine Federeinrichtung 16 mit einer Rahmeneinrichtung 14 verbunden.
Im Detail ist der Verankerungspunkt 13 über vier Stege 18-1, 18-3, 18-3, 18-4, welche im Folgenden zusammenfassend kurz als 18-i bezeichnet werden, der Federeinrichtung 16, mit der Rahmeneinrichtung 14 verbunden.
Jeder der Stege 18-i weist jeweils zwei erste Abschnitte 20-1, 20-2, 20-2, 20-3 sowie jeweils einen zwischen den zwei ersten Abschnitten 20-1, 20-2, 20-2, 20-3 angeordneten Verbreiterungsabschnitt 22-1, 22-2, 22-3, 22-4 auf. Die ersten Abschnitte 20-1, 20-2, 20-2, 20-3 werden im Folgenden kurz mit 20-i bezeichnet. Die Verbreiterungsabschnitte 22-1, 22-2, 22-3, 22-4 werden im Folgenden kurz mit 22-i bezeichnet. Bei der Vorrichtung 10 gemäß 1 sind die Verbreiterungsabschnitte grob scheibenförmig, wobei die entsprechende Scheibe an einem Bereich ihres äußeren Umfangs mit dem jeweiligen Steg 18-i verbunden ist.
Die Verbreiterungsabschnitte 22-i beaufschlagen die Federeinrichtung 16 jeweils mit zusätzlicher Masse. Die Verbreiterungsabschnitte 22-i sind somit auch als Masseelemente oder als Zusatzmassen bezeichenbar. Durch die Verbreiterungsabschnitte 22-i wird die Steifheit der Federeinrichtung 16 nicht oder nur unwesentlich verändert. Vorteilhafterweise verändern die Verbreiterungsabschnitte 22-i eine Eigenfrequenz und/oder ein Eigenfrequenzspektrum der Federeinrichtung 16 derart, dass Eigenfrequenzen von unerwünschten Schwingungsmoden verschoben werden, vorteilhaft fort von einer Eigenfrequenz einer erwünschten Schwingungsmode der Federeinrichtung.
In 1 ist die Rahmeneinrichtung 14 mit einer elektrischen Spuleneinrichtung 36 fix verbunden, welche mit elektrischem Strom bestrombar ist. Wird die Spuleneinrichtung 36 im magnetischen Feld eines Dauermagneten angeordnet, welcher ebenfalls Teil der mikromechanischen Vorrichtung 10 sein kann, kann durch entsprechendes Bestromen der Spuleneinrichtung 36 mit elektrischem Wechselstrom eine resonante Bewegung der Spuleneinrichtung 36 erzeugt werden, welche, über die Rahmeneinrichtung 14, die Stege 18-i und den Verankerungspunkt 14, zu einer resonanten Bewegung des Mikrospiegels 12 führt. Zur Verringerung des Gewichts der Spuleneinrichtung 36 ist diese mit einer Kaverne 38 innerhalb von Wicklungen der Spuleneinrichtung 36 ausgebildet.
Im Bereich der Spuleneinrichtung 36 ist die mikromechanische Vorrichtung 10 über einen ersten und einen zweiten dehn- und stauchbaren Abstandshalter 30-1, 30-2 beweglich mit einer Umrandung 34 der mikromechanischen Vorrichtung 10 verbunden. Im Bereich der Rahmeneinrichtung 14 ist die mikromechanische Vorrichtung 10 über einen dritten und einen vierten dehn- und stauchbaren Abstandshalter 32-1, 32-2 beweglich mit der Umrandung 34 verbunden. Der erste bis vierte Abstandshalter 30-1, 30-2, 32-1, 32-2 ist vorteilhaft jeweils mehrfach S-förmig schlängelnd ausgebildet.
Die Rahmeneinrichtung 14, die Stege 18-i, der Verankerungspunkt 13, der erste bis vierte Abstandshalter 30-1, 30-2, 32-1, die Umrandung 34 und die Kavität 38 sind vorteilhaft achsensymmetrisch zu einer Symmetrieachse A ausgebildet.
2a zeigt eine beispielhafte Federeinrichtung 119, welche zwei Stege 118-1, 118-2 aufweist, welche über jeweils einen Anbindungspunkt 124 des jeweiligen Stegs 118-1, 118-2 an eine nicht dargestellte Rahmeneinrichtung anbindbar oder angebunden ist. Bei der Rahmeneinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Fixierung, um eine Masse oder einen Aktor handeln. Die Federeinrichtung 116 weist einen ersten Quersteg 119-1 und einen zweiten Quersteg 119-2 auf, welche sich jeweils zwischen den beiden Stegen 118-1, 118-2 erstrecken. Der zweite Quersteg 119-2 verbindet je ein von dem jeweiligen Anbindungspunkt 124 abgewandtes Ende der Stege 118-1, 118-2 miteinander.
Der erste Quersteg 119-1 ist an jedem Steg 118-1, 118-2 jeweils zwischen den Enden des jeweiligen Stegs 118-1, 118-2 ausgebildet, wobei der erste Quersteg 119-1 näher an dem zweiten Quersteg 119-2 als an den Anbindungspunkten 124 angeordnet sind, insbesondere näher an dem zweiten Quersteg 119-2 als an der Mitte zwischen den beiden Enden jedes Stegs 118-1, 118-2. Die Federeinrichtung 116 ist zum Schwingen entlang einer Funktionsrichtung R ausgebildet, welche vorzugsweise parallel zu dem ersten und/oder dem zweiten Quersteg 119-1, 119-2 angeordnet ist.
2b zeigt eine Federeinrichtung 216 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Federeinrichtung 216 ist eine Variante der Federeinrichtung 116.
Die Stege 218-1, 218-2 sowie der erste und der zweite Quersteg 119-1, 119-2 der Federeinrichtung 216 sind achsensymmetrisch zu einer Symmetrieachse S1 ausgebildet. Jeder der Stege 218-1, 218-2 verjüngt sich von dem jeweiligen Anbindungspunkt 124 ausgehend in Richtung des ersten Querstegs 119-1 zunächst bis zu einer schmalsten Stelle 220-1, 220-2 des jeweiligen Stegs 118-1, 118-2 und verbreitert sich von dort bis hin zu dem zweiten Quersteg 119-2. Die schmalste Stelle 220-1, 220-2 wird auch Knickhöhe genannt. Der schmalsten Stelle 220-1, 220-2 gegenüber stellen die anderen Bereiche der Stege 118-1, 118-2 Verbreiterungsbereiche 222-1, 222-2, 222-3, 222-4 dar, welche zusammenfassend als 222-i bezeichnet werden. Das Verjüngen und/oder das Verbreitern der Stege 118-1, 118-2 kann insbesondere stufenweise ausgebildet sein, gemäß einem bei einem Herstellungsverfahren verwendeten Raster.
Durch eine Gestaltung der schmalsten Stelle 220-1, 220-1 an einer von Stress wenig belasteten oder unbelasteten Stelle ist die Eigenfrequenz der Federeinrichtung 216 in günstiger Weise verschiebbar, d.h. anpassbar. Eine etwaige, mit der entsprechenden Gestaltung einhergehende Steifheitsänderung der Feder entlang der Funktionsrichtung R kann durch eine Längenänderung der Federeinrichtung 216, d.h. insbesondere durch eine Längenänderung der Stege 218-1, 218-2 ausgeglichen werden. Somit ist eine vorteilhafte Verschiebung der Eigenfrequenz und/oder eine Verminderung der Modenkopplung der Federeinrichtung 216 erreichbar, ohne dass eine Steifheitsänderung, d.h. eine Änderung der Federelastizität, der Federeinrichtung 216 damit einhergeht.
2c zeigt eine Federeinrichtung 316 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Federeinrichtung 316 ist eine Variante der Federeinrichtung 216. Die Federeinrichtung 316 ist zunächst wie die Federeinrichtung 216 ausgebildet. Die Stege 318-1, 318- der Federeinrichtung 316 sind aber, im Unterschied zu der Federeinrichtung 216, derart ausgebildet, dass der zweite Quersteg 119-2 nicht an Enden der Stege 318-1, 318-2 ausgebildet ist. Stattdessen erstrecken sich die Stege 318-1, 318-2 über den zweiten Quersteg 119-2 hinaus weiter und sind an ihrem von den Verbindungspunkten 124 abgewandten Enden durch einen dritten Quersteg 319 verbunden. Der dritte Quersteg 319 ist ebenfalls achsensymmetrisch zu der Symmetrieachse S1 ausgebildet.
In dem Bereich zwischen den Anbindungspunkten 124 und dem dritten Quersteg 319 ist die Federeinrichtung 316 identisch mit der Federeinrichtung 216 ausgebildet. Zwischen dem zweiten Quersteg 119-2 und dem dritten Quersteg 319 verändert sich die Breite der Stege 318-1, 318-2 vorzugsweise nicht.
2d zeigt eine Federeinrichtung 416 gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Federeinrichtung 416 ist eine Variante der Federeinrichtung 216 und unterscheidet sich von dieser dadurch, dass an einer von den Anbindungspunkten 124 abgewandten Kante des zweiten Querstegs 119-2 eine Zusatzmasse 426 angeordnet ist, welche ebenfalls achsensymmetrisch zu der Symmetrieachse S1 ausgebildet ist. Die Zusatzmasse 426 kann beispielsweise quaderförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein.
2e zeigt eine Federeinrichtung 516 gemäß noch einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Federeinrichtung 516 ist eine Variante der Federeinrichtung 116 und unterscheidet sich von dieser dadurch, dass an einem ersten Steg 518-1, welcher ansonsten gleich einem ersten Steg 118-1 der Federeinrichtung 116 ausgebildet ist, eine Zusatzmasse 526 ausgebildet ist, wodurch ein Verbreiterungsabschnitt 522 an dem ersten Steg 518-1 entsteht. Die Zusatzmasse 526 kann beispielsweise quaderförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist die Zusatzmasse 526 nicht symmetrisch zu der Symmetrieachse S1 der Stege 518-1, 118-2 ausgebildet.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Mikromechanische Vorrichtung (10) mit: einer Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516), welche an mindestens einem Anbindungspunkt (24-i; 124) der Federeinrichtung (16) bewegbar an eine Rahmeneinrichtung (14) ankoppelbar oder angekoppelt ist; wobei die Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516) mindestens einen Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) aufweist, welcher sich von dem mindestens einen Anbindungspunkt (24-i; 124) ausgehend erstreckt; und wobei der mindestens eine Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) derart strukturiert ist, dass er mindestens einen ersten Abschnitt (20-i; 220-i) sowie mindestens einen Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) zum Verringern einer Nichtlinearität der Federeinrichtung (16) aufweist, welcher gegenüber dem ersten Abschnitt (20-i; 220-i) verbreitert ist, wobei der mindestens eine Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) zumindest zum Teil durch eine Masseeinrichtung (26-i; 526) gebildet ist, welche an dem Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) als Teil der Federeinrichtung (16; 216; 316; 516) ausgebildet ist, wobei die Masseeinrichtung (26-i; 526) die Steifigkeit der Federeinrichtung (16; 516) unverändert lässt, wobei die Federeinrichtung (16; 216; 316; 416) mindestens zwei Stege (18-i; 218-i; 318-i) jeweils mit dem ersten und dem mindestens einen Verbreiterungsabschnitt (20-i; 220-i, 22-i; 222-i) aufweist, wobei die mindestens zwei Stege (18-i; 218-i; 318-i) zueinander symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse (S1) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) eine höhere Querschnittsfläche aufweist als der erste Abschnitt (20-i; 220-i).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Masseeinrichtung (26-i; 526) zumindest zum Teil einstückig mit dem Steg (18-i; 518-1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei die Masseeinrichtung (26-i) scheibenförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei die Masseeinrichtung (526) quaderförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Federeinrichtung (16) an einen Mikrospiegel (12) der mikromechanischen Vorrichtung (10; 110; 210) angekoppelt ist.
Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Vorrichtung (10) mit dem Schritt: Ausbilden einer Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516), welche an mindestens einem Anbindungspunkt (24-i; 124) der Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516) bewegbar an eine Rahmeneinrichtung (14) ankoppelbar oder angekoppelt ist; wobei die Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516) mindestens einen Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) aufweist, welcher sich von dem mindestens einen Anbindungspunkt (24-i; 124) ausgehend erstreckt; und wobei der mindestens eine Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) derart strukturiert ist, dass er mindestens einen ersten Abschnitt (20-i; 220-i) sowie einen Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) zum Verringern einer Nichtlinearität der Federeinrichtung (16; 216; 316; 416; 516) aufweist, welcher gegenüber dem ersten Abschnitt (20-i; 220-i) verbreitert ist, wobei der mindestens eine Verbreiterungsabschnitt (22-i; 222-i; 522) zumindest zum Teil durch eine Masseeinrichtung (26-i; 526) gebildet ist, welche an dem Steg (18-i; 218-i; 318-i; 518-1) als Teil der Federeinrichtung (16; 216; 316; 516) ausgebildet ist, wobei die Masseeinrichtung (26-i; 526) die Steifigkeit der Federeinrichtung (16; 516) unverändert lässt, wobei die Federeinrichtung (16; 216; 316; 416) mindestens zwei Stege (18-i; 218-i; 318-i) jeweils mit dem ersten und dem mindestens einen Verbreiterungsabschnitt (20-i; 220-i, 22-i; 222-i) aufweist, wobei die mindestens zwei Stege (18-i; 218-i; 318-i) zueinander symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse (S1) ausgebildet sind.