DE102017220819A1

DE102017220819A1 - Breakage detection device

Info

Publication number: DE102017220819A1
Application number: DE102017220819.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel KREYE; Hendrik Specht; Robert Wolf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-05-23
Also published as: WO2019101410A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Bruchdetektionsvorrichtung zu einer Detektion eines Bruchs in zumindest einer MEMS-Struktur (24a; 24b), welche zumindest eine mechanische Struktur (42a; 42b) aufweist, mit zumindest einer elektrischen Leitungseinheit (38a; 38b).
Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit (38a; 38b) entlang der zumindest einen mechanischen Struktur (42a; 42b) der zumindest einen MEMS-Struktur (24a; 24b) angeordnet ist und dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit (38a, 38b) genau zwei Endstücke (44a, 46a; 44b, 46b) mit jeweils einem einzelnen elektrischen Kontaktelement (48a, 50a; 48b, 50b) aufweist.

The invention is based on a breakage detection device for detection of a break in at least one MEMS structure (24a, 24b), which has at least one mechanical structure (42a, 42b), with at least one electrical line unit (38a, 38b).
It is proposed that the at least one electrical line unit (38a, 38b) is arranged along the at least one mechanical structure (42a, 42b) of the at least one MEMS structure (24a, 24b) and that the at least one electrical line unit (38a, 38b ) has exactly two end pieces (44a, 46a, 44b, 46b) each having a single electrical contact element (48a, 50a, 48b, 50b).

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist bereits eine Bruchdetektionsvorrichtung zu einer Detektion eines Bruchs in zumindest einer MEMS-Struktur, welche zumindest eine mechanische Struktur aufweist, mit zumindest einer elektrischen Leitungseinheit, vorgeschlagen worden.A breakage detection device has already been proposed for detecting a break in at least one MEMS structure which has at least one mechanical structure, with at least one electrical line unit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einer Bruchdetektionsvorrichtung zu einer Detektion eines Bruchs in zumindest einer MEMS-Struktur, welche zumindest eine mechanische Struktur aufweist, mit zumindest einer elektrischen Leitungseinheit.The invention is based on a fracture detection device for detecting a fracture in at least one MEMS structure, which has at least one mechanical structure, with at least one electrical conduction unit.

Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit entlang der zumindest einen mechanischen Struktur der zumindest einen MEMS-Struktur angeordnet ist und dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit genau zwei Endstücke mit jeweils einem einzelnen elektrischen Kontaktelement aufweist.It is proposed that the at least one electrical line unit is arranged along the at least one mechanical structure of the at least one MEMS structure and that the at least one electrical line unit has exactly two end pieces, each with a single electrical contact element.

Insbesondere umfasst die Bruchdetektionsvorrichtung die MEMS-Struktur (Mikroelektromechanische System-Struktur). Bevorzugt ist die MEMS-Struktur als ein MEMS-Aktuator ausgebildet. Vorzugsweise kann der MEMS-Aktuator elektrische Energie zu einer mechanischen Bewegung nutzen. Vorzugsweise ist die mechanische Struktur der MEMS-Struktur zu der mechanischen Bewegung eingerichtet. Die MEMS-Struktur kann vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Halbleiter, einem Polymer, einer Keramik oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material gebildet sein. Besonders bevorzugt ist die MEMS-Struktur zumindest teilweise aus einem Silizium gebildet.In particular, the fracture detection device comprises the MEMS structure (microelectromechanical system structure). Preferably, the MEMS structure is designed as a MEMS actuator. Preferably, the MEMS actuator can use electrical energy for mechanical movement. Preferably, the mechanical structure of the MEMS structure is adapted to the mechanical movement. The MEMS structure can preferably be formed at least partially from a semiconductor, a polymer, a ceramic or from another material which appears expedient to a person skilled in the art. Particularly preferably, the MEMS structure is at least partially formed from a silicon.

Die elektrische Leitungseinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, elektrischen Strom zu leiten. Unter „eingerichtet“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion eingerichtet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Die elektrische Leitungseinheit kann vorzugsweise zumindest teilweise als ein metallischer Draht, als eine metallische Schicht oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende elektrische Leitungseinheit ausgebildet sein. Bevorzugt ist die elektrische Leitungseinheit zumindest teilweise aus einem Kupfer, aus einem Aluminium oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material gebildet. Die elektrische Leitungseinheit weist in einem unbeschädigten Zustand bevorzugt einen elektrischen Widerstand gleich oder kleiner 10 kΩ auf. Bevorzugt weist die elektrische Leitungseinheit in einem unbeschädigten Zustand einen elektrischen Widerstand größer oder gleich 4 kΩ auf.The electrical line unit is in particular configured to conduct electrical current. By "set up" is to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is set up for a particular function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. The electrical line unit may preferably be formed at least partially as a metallic wire, as a metallic layer or as another electrical line unit that appears appropriate to a person skilled in the art. The electrical line unit is preferably formed at least partially from a copper, from an aluminum or from another material which appears expedient to a person skilled in the art. In an undamaged state, the electrical line unit preferably has an electrical resistance equal to or less than 10 kΩ. In an undamaged state, the electrical line unit preferably has an electrical resistance greater than or equal to 4 kΩ.

Vorzugsweise ist die elektrische Leitungseinheit entlang der mechanischen Struktur der MEMS-Struktur angeordnet. Insbesondere durchläuft die elektrische Leitungseinheit die mechanische Struktur zumindest einmal vollständig. Vorzugsweise kann die elektrische Leitungseinheit die mechanische Struktur derart durchlaufen, dass durch die elektrische Leitungseinheit eine möglichst große Fläche der mechanischen Struktur abgedeckt ist. Vorzugsweise kann bei einer Beschädigung, insbesondere bei einem Bruch, der MEMS-Struktur die elektrische Leitungseinheit beschädigt werden, insbesondere brechen. Insbesondere kann eine Beschädigung der MEMS-Struktur durch eine Bewegung der mechanischen Struktur entstehen.Preferably, the electrical line unit is arranged along the mechanical structure of the MEMS structure. In particular, the electrical line unit passes through the mechanical structure at least once completely. Preferably, the electrical line unit can pass through the mechanical structure such that the largest possible area of the mechanical structure is covered by the electrical line unit. Preferably, in the event of damage, in particular in the event of breakage, of the MEMS structure, the electrical line unit may be damaged, in particular break. In particular, damage to the MEMS structure may result from movement of the mechanical structure.

Vorzugsweise weist die elektrische Leitungseinheit genau zwei Endstücke auf. Insbesondere begrenzen die zwei Endstücke eine Ausdehnung der elektrischen Leitungseinheit in einer Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit. Vorzugsweise ist an jedem der beiden Endstücke jeweils ein elektrisches Kontaktelement angeordnet. Die elektrischen Kontaktelemente sind insbesondere zu einer elektrisch leitenden Kontaktierung der elektrischen Leitungseinheit eingerichtet. Vorzugsweise kann an den elektrischen Kontaktelementen eine elektrische Spannung an die elektrische Leitungseinheit angelegt werden. Vorzugsweise sind die Endstücke und die elektrischen Kontaktelemente einstückig mit einem Grundkörper der elektrischen Leitungseinheit ausgebildet. Zusätzlich ist vorstellbar, dass die elektrische Leitungseinheit noch weitere elektrische Kontaktelemente, wie beispielsweise einen Mittenkontakt in einer Mitte der elektrischen Leitungseinheit o. dgl., aufweist.Preferably, the electrical line unit has exactly two end pieces. In particular, the two end pieces limit an extension of the electrical conductor unit in a main direction of extension of the electrical conductor unit. Preferably, an electrical contact element is arranged on each of the two end pieces. The electrical contact elements are set up in particular for an electrically conductive contacting of the electrical line unit. Preferably, an electrical voltage can be applied to the electrical line unit at the electrical contact elements. Preferably, the end pieces and the electrical contact elements are formed integrally with a main body of the electrical line unit. In addition, it is conceivable that the electrical line unit also has further electrical contact elements, such as, for example, a center contact in a center of the electrical line unit or the like.

Bevorzugt sind die Endstücke aus der mechanischen Struktur herausgeführt. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontaktelemente außerhalb der mechanischen Struktur kontaktiert. Vorzugsweise sind die Endstücke der elektrischen Leitungseinheit aus der mechanischen Struktur der MEMS-Struktur auf zumindest eine elektrische Schnittstelle der MEMS-Struktur herausgeführt. Insbesondere können die elektrischen Kontaktelemente der elektrischen Leitungseinheit auf der elektrischen Schnittstelle angeordnet sein. Vorzugsweise sind die beiden elektrischen Kontaktelemente auf zumindest zwei verschiedenen elektrischen Schnittstellen angeordnet. Bevorzugt sind die elektrischen Schnittstellen an zumindest einer Kante der MEMS-Struktur angeordnet. Vorzugsweise ist die zumindest eine elektrische Schnittstelle als ein Bondpad, insbesondere zur Herstellung von Drahtbondverbindungen, ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die zumindest eine elektrische Schnittstelle als ein Kugelgitter ausgebildet ist. Insbesondere kann das Kugelgitter auf einer Seite der MEMS-Struktur angeordnet sein, welche verschieden ist von einer Seite der MEMS-Struktur, auf welcher die mechanische Struktur angeordnet ist. Vorzugsweise kann die elektrische Leitungseinheit über die elektrische Schnittstelle mit weiteren Bauteilen der Bruchdetektionsvorrichtung elektrisch leitend verbunden sein.Preferably, the end pieces are led out of the mechanical structure. Preferably, the electrical contact elements are contacted outside the mechanical structure. The end pieces of the electrical line unit are preferably led out of the mechanical structure of the MEMS structure onto at least one electrical interface of the MEMS structure. In particular, the electrical contact elements of the electrical line unit can be arranged on the electrical interface. Preferably, the two electrical contact elements are arranged on at least two different electrical interfaces. Preferably, the electrical interfaces are arranged on at least one edge of the MEMS structure. Preferably, the at least one electrical interface is designed as a bonding pad, in particular for the production of wire bonds. alternative It is conceivable that the at least one electrical interface is designed as a ball grid. In particular, the ball grid may be disposed on one side of the MEMS structure, which is different from one side of the MEMS structure on which the mechanical structure is disposed. Preferably, the electrical line unit via the electrical interface with other components of the fracture detection device may be electrically connected.

Vorzugsweise kann über die elektrischen Schnittstellen eine konstante elektrische Spannung an die elektrische Leitungseinheit angelegt sein. Insbesondere kann aufgrund der konstanten elektrischen Spannung ein konstanter elektrischer Strom durch die elektrische Leitungseinheit fließen. Vorzugsweise kann sich bei einer Beschädigung, insbesondere bei einem Bruch, der elektrischen Leitungseinheit in Folge einer Beschädigung, insbesondere eines Bruchs, der MEMS-Struktur der elektrische Strom verändern. Vorzugsweise kann anhand einer Änderung des elektrischen Stroms durch die elektrische Leitungseinheit eine Beschädigung, insbesondere ein Bruch, der MEMS-Struktur detektiert werden.Preferably, a constant electrical voltage can be applied to the electrical line unit via the electrical interfaces. In particular, due to the constant electrical voltage, a constant electrical current can flow through the electrical line unit. Preferably, in the event of damage, in particular in the event of breakage, of the electrical line unit as a result of damage, in particular of a break, of the MEMS structure, the electric current can change. Preferably, damage, in particular breakage, of the MEMS structure can be detected on the basis of a change in the electrical current through the electrical line unit.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bruchdetektionsvorrichtung kann vorteilhaft ein Bruch in einer MEMS-Struktur mittels einer elektrischen Leitungseinheit detektiert werden. Vorteilhaft kann auf zusätzliche Detektionselemente innerhalb der mechanischen Struktur der MEMS-Struktur wie beispielsweise einen Drucksensor verzichtet werden. Vorteilhaft kann eine benutzersichere und kostengünstig herstellbare Bruchdetektionsvorrichtung bereitgestellt werden.Due to the configuration of the fracture detection device according to the invention, advantageously a break in a MEMS structure can be detected by means of an electrical line unit. Advantageously, it is possible to dispense with additional detection elements within the mechanical structure of the MEMS structure, for example a pressure sensor. Advantageously, a user-secure and inexpensive to produce breakage detection device can be provided.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit zumindest zwei Leitungseinheitsteilabschnitte aufweist, die untereinander querverbindungsfrei ausgebildet sind. Vorzugsweise kann die elektrische Leitungseinheit nichtlinear, insbesondere in Kurven und/oder um Ecken, durch die mechanische Struktur verlaufen. Vorzugsweise ist ein Leitungseinheitsteilabschnitt zwischen zwei Kurven, zwischen zwei Ecken und/oder zwischen einer Kurve und einer Ecke angeordnet. Insbesondere weist die elektrische Leitungseinheit in einem Leitungseinheitsteilabschnitt einen zumindest im Wesentlichen linearen Verlauf auf. Vorzugsweise kann die elektrische Leitungseinheit eine Mehrzahl von Leitungseinheitsteilabschnitten aufweisen. Bevorzugt sind die Leitungseinheitsteilabschnitte untereinander querverbindungsfrei ausgebildet. Insbesondere kann lediglich ein elektrischer Stromfluss entlang der Haupterstreckungsrichtungen der Leitungseinheitsteilabschnitte stattfinden. Insbesondere sind die Leitungseinheitsteilabschnitte frei von Verbindungen, insbesondere elektrisch leitenden Verbindungen, untereinander quer zu den Haupterstreckungsrichtungen der Leitungseinheitsteilabschnitte. Vorteilhaft kann ein einziger elektrischer Stromfluss durch die elektrische Leitungseinheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine effektive Bruchdetektion erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least one electrical line unit has at least two line unit sections, which are formed with each other cross-link free. The electrical line unit may preferably run non-linearly, in particular in curves and / or around corners, through the mechanical structure. Preferably, a line unit portion is disposed between two curves, between two corners and / or between a curve and a corner. In particular, the electrical line unit has an at least substantially linear profile in a line unit section. Preferably, the electric line unit may include a plurality of line unit sections. Preferably, the line unit sections are formed cross-linked with each other. In particular, only an electrical current flow can take place along the main extension directions of the line unit sections. In particular, the line unit sections are free of connections, in particular electrically conductive connections, with each other transversely to the main directions of extension of the line unit sections. Advantageously, a single electrical current flow through the electrical line unit can be achieved. Advantageously, an effective fracture detection can be achieved.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit zumindest teilweise durch eine Dotierung zumindest eines Materials der zumindest einen MEMS-Struktur gebildet ist. Unter einer „Dotierung eines Materials der MEMS-Struktur“ soll insbesondere ein Einbringen von Fremdatomen in das Material der MEMS-Struktur verstanden werden. Fremdatome sind insbesondere Atome, welche in einem leiterfreien Material der MEMS-Struktur nicht vorkommen. Die Dotierung kann insbesondere zumindest teilweise als eine n-Dotierung und/oder als eine p-Dotierung ausgebildet sein. Insbesondere werden bei einer n-Dotierung Fremdatome mit zumindest einem Bindungselektron mehr als die Atome des Materials der MEMS-Struktur in das Material der MEMS-Struktur eingebracht. Insbesondere werden bei einer p-Dotierung Fremdatome mit zumindest einem Bindungselektron weniger als die Atome des Materials der MEMS-Struktur in das Material der MEMS-Struktur eingebracht. Unter „Bindungselektronen“ sollen insbesondere Elektronen eines Atoms verstanden werden, welche an einer Bindung des Atoms mit zumindest einem weiteren Atom beteiligt sind. Vorzugsweise sind bei einer n-Dotierung die Fremdatome als Phosphoratome ausgebildet, insbesondere bei einer Ausbildung der MEMS-Struktur aus Silizium. Bevorzugt sind bei einer p-Dotierung die Fremdatome als Boratome ausgebildet, insbesondere bei einer Ausbildung der MEMS-Struktur aus Silizium.In addition, it is proposed that the at least one electrical line unit is formed at least partially by a doping of at least one material of the at least one MEMS structure. A "doping of a material of the MEMS structure" is to be understood in particular as an introduction of foreign atoms into the material of the MEMS structure. Foreign atoms are in particular atoms which do not occur in a conductor-free material of the MEMS structure. The doping may in particular be formed at least partially as an n-doping and / or as a p-doping. In particular, in the case of an n-doping, foreign atoms having at least one bonding electron more than the atoms of the material of the MEMS structure are introduced into the material of the MEMS structure. In particular, with p-type doping, foreign atoms having at least one bonding electron less than the atoms of the material of the MEMS structure are introduced into the material of the MEMS structure. By "bonding electrons" is meant in particular electrons of an atom which are involved in a bond of the atom with at least one other atom. In the case of an n-doping, the foreign atoms are preferably in the form of phosphorus atoms, in particular if the silicon MEMS structure is formed. In a p-type doping, the foreign atoms are preferably formed as boron atoms, in particular when the silicon MEMS structure is formed.

Vorzugsweise sind die Fremdatome innerhalb eines insbesondere linienförmigen Volumens entlang der mechanischen Struktur der MEMS-Struktur angeordnet. Insbesondere kann das Volumen zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit und zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene der MEMS-Struktur eine Ausdehnung größer oder gleich 1 µm aufweisen. Insbesondere kann das Volumen zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit und zumindest im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene der MEMS-Struktur eine Ausdehnung kleiner oder gleich 50 µm aufweisen. Insbesondere kann das Volumen zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit und zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der MEMS-Struktur eine Ausdehnung größer oder gleich 1 µm aufweisen. Insbesondere kann das Volumen zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit und zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der MEMS-Struktur eine Ausdehnung kleiner oder gleich 10 µm aufweisen. Entlang der Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit kann das Volumen insbesondere eine Ausdehnung größer oder gleich 100 µm aufweisen. Entlang der Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit kann das Volumen insbesondere eine Ausdehnung kleiner oder gleich 10 mm aufweisen. Unter einer „Haupterstreckungsebene der MEMS-Struktur“ soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die MEMS-Struktur gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit“ soll insbesondere ein Verlauf von Haupterstreckungsrichtungen der Leitungseinheitsteilabschnitte verstanden werden. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung eines Leitungseinheitsteilabschnitts“ soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher den Leitungseinheitsteilabschnitt gerade noch vollständig umschließt. Vorteilhaft kann die elektrische Leitungseinheit als ein Teil des Materials der MEMS-Struktur ausgebildet sein. Vorteilhaft kann eine Wahrscheinlichkeit, dass ein in der MEMS-Struktur auftretender Bruch auch die elektrische Leitungseinheit durchtrennt, im Vergleich zu einer Ausbildung der elektrischen Leitungseinheit als ein metallischer Draht oder als eine metallische Schicht erhöht werden. Vorteilhaft kann eine Zuverlässigkeit einer Brucherkennung im Vergleich zu einer Ausbildung der elektrischen Leitungseinheit als ein metallischer Draht oder als eine metallische Schicht erhöht werden.Preferably, the impurities are arranged within a particular line-shaped volume along the mechanical structure of the MEMS structure. In particular, the volume may be at least substantially perpendicular to the Main extension direction of the electrical line unit and at least substantially parallel to a main extension plane of the MEMS structure have an extent greater than or equal to 1 micron. In particular, the volume may have an extension of at least substantially perpendicular to the main direction of extension of the electrical line unit and at least substantially parallel to the main extension plane of the MEMS structure smaller than or equal to 50 μm. In particular, the volume may have an extension of at least substantially perpendicular to the main extension direction of the electrical line unit and at least substantially perpendicular to the main extension plane of the MEMS structure greater than or equal to 1 μm. In particular, the volume may have an extension of at least substantially perpendicular to the main extension direction of the electrical line unit and at least substantially perpendicular to the main extension plane of the MEMS structure less than or equal to 10 μm. Along the main extension direction of the electrical line unit, the volume may in particular have an extension greater than or equal to 100 μm. Along the main extension direction of the electrical line unit, the volume may in particular have an extension of less than or equal to 10 mm. A "main extension plane of the MEMS structure" should be understood in particular to mean a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid which just completely surrounds the MEMS structure, and in particular runs through the center of the cuboid. A "main direction of extension of the electrical line unit" should be understood in particular to mean a course of main directions of extension of the line unit sections. A "main direction of extension of a line unit section" should be understood to mean, in particular, a direction which runs parallel to a longest edge of a smallest geometric cuboid which just completely encloses the line unit section. Advantageously, the electrical line unit may be formed as a part of the material of the MEMS structure. Advantageously, a probability that a break occurring in the MEMS structure also cuts through the electrical conductor unit can be increased in comparison with a design of the electrical conductor unit as a metallic wire or as a metallic layer. Advantageously, a reliability of a breakage detection can be increased as compared to a configuration of the electric wire unit as a metallic wire or as a metallic layer.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit zumindest teilweise salizidiert ist. Darunter, dass die „elektrische Leitungseinheit zumindest teilweise salizidiert ist“, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest eine Metallschicht in die elektrische Leitungseinheit eingesintert ist. Die Metallschicht kann vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Wolfram, aus einem Titan, aus einem Tantal oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Metall gebildet sein. Insbesondere weist eine salizidierte elektrische Leitungseinheit einen geringeren elektrischen Widerstand als eine gleiche, salizidationsfreie elektrische Leitungseinheit auf. Vorteilhaft kann eine hohe elektrische Leitfähigkeit der elektrischen Leitungseinheit erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least one electrical line unit is at least partially salicided. By the fact that the "electrical line unit is at least partially salicided" should be understood in particular that at least one metal layer is sintered into the electrical line unit. The metal layer can preferably be formed at least partially from a tungsten, from a titanium, from a tantalum or from another metal that appears appropriate to a person skilled in the art. In particular, a salicided electrical conductor unit has a lower electrical resistance than a similar, salicidation-free electrical conductor unit. Advantageously, a high electrical conductivity of the electrical line unit can be achieved.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitungseinheit zumindest teilweise innerhalb zumindest eines Dotierungsbereichs innerhalb des zumindest einen Materials der zumindest einen MEMS-Struktur eingebettet ist. Furthermore, it is proposed that the at least one electrical line unit is embedded at least partially within at least one doping region within the at least one material of the at least one MEMS structure.

Der Dotierungsbereich kann insbesondere als ein Volumen innerhalb der mechanischen Struktur der MEMS-Struktur ausgebildet sein, welches mittels in das Material der MEMS-Struktur eingebrachter Fremdatome dotiert ist. Vorzugsweise verläuft der Dotierungsbereich entlang einer kompletten Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit. Insbesondere umschließt der Dotierungsbereich die elektrische Leitungseinheit entlang der kompletten Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit zumindest teilweise, insbesondere wannenartig. Bevorzugt umschließt der Dotierungsbereich die elektrische Leitungseinheit entlang der kompletten Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leitungseinheit vollständig, insbesondere schlauchartig. Insbesondere unterscheidet sich eine Dotierung des Dotierungsbereichs von einer Dotierung, durch die die elektrische Leitungseinheit gebildet ist. Vorzugsweise unterscheidet sich die Dotierung des Dotierungsbereichs durch eine Anzahl und/oder eine Art von Fremdatomen von der Dotierung, durch die die elektrische Leitungseinheit gebildet ist. Vorteilhaft können über den Dotierungsbereich messungsschädliche Photoströme von der elektrischen Leitungseinheit abgeleitet, insbesondere in das Material der MEMS-Struktur, abgeleitet werden. Vorteilhaft kann eine Genauigkeit einer Bruchdetektion im Vergleich zu einer direkten Einbettung der elektrischen Leitungseinheit innerhalb des Materials der MEMS-Struktur erhöht werden.In particular, the doping region may be formed as a volume within the mechanical structure of the MEMS structure, which is doped by means of impurities introduced into the material of the MEMS structure. Preferably, the doping region extends along a complete main extension direction of the electrical conductor unit. In particular, the doping region at least partially surrounds the electrical line unit along the entire main extension direction of the electrical line unit, in particular in a trough-like manner. Preferably, the doping region completely surrounds the electrical line unit along the entire main extension direction of the electrical line unit, in particular like a tube. In particular, a doping of the doping region differs from a doping, by which the electrical conductor unit is formed. The doping of the doping region by a number and / or a type of foreign atoms preferably differs from the doping, by which the electrical conductor unit is formed. Advantageously, measurement-damaging photocurrents can be derived from the electrical line unit, in particular into the material of the MEMS structure, via the doping region. Advantageously, accuracy of fracture detection can be increased as compared to directly embedding the electrical conductor within the material of the MEMS structure.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Bruchdetektionsvorrichtung zumindest eine Auswerteschaltung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, anhand einer Änderung eines die zumindest eine elektrische Leitungseinheit durchfließenden elektrischen Stroms einen Bruch der zumindest einen MEMS-Struktur zu detektieren. Vorzugsweise ändert sich bei einem Bruch der MEMS-Struktur der die elektrische Leitungseinheit durchfließende elektrische Strom. Die Auswerteschaltung kann vorzugsweise anhand der Änderung des die elektrische Leitungseinheit durchfließenden Stroms den Bruch der MEMS-Struktur detektieren. Die Auswerteschaltung ist insbesondere zumindest teilweise als eine elektrische Schaltung ausgebildet. Die Auswerteschaltung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass elektrische Störeinflüsse unterdrückt werden und/oder dass die elektrischen Störeinflüsse schaltungstechnisch von dem die elektrische Leitungseinheit durchfließenden elektrischen Strom getrennt werden. Elektrische Störeinflüsse können vorzugsweise durch elektrische Steuersignale an die MEMS-Struktur, insbesondere durch PWM-Signale (pulsweitenmodulierte Signale) an die MEMS-Struktur, entstehen. Insbesondere können elektrische Störeinflüsse durch elektrische Störströme, insbesondere Photoströme, entstehen. Eine Detektion eines Bruchs der MEMS-Struktur durch die Auswerteschaltung erfolgt bevorzugt in weniger als 1 ms nach dem Bruch, besonders bevorzugt in weniger als 1 µs nach dem Bruch. Vorzugsweise kann die Auswerteschaltung bei der Detektion eines Bruchs der MEMS-Struktur ein Ausgangssignal mit einer Information, dass ein Bruch der MEMS-Struktur vorliegt, ausgeben. Vorteilhaft kann ein Bruch der MEMS-Struktur anhand einer Änderung des die elektrische Leitungseinheit durchfließenden elektrischen Stroms detektiert werden.Furthermore, it is proposed that the breakage detection device comprises at least one evaluation circuit which is set up to detect a break of the at least one MEMS structure based on a change in an electrical current flowing through the at least one electrical line unit. Preferably, when the MEMS structure breaks, the electric current flowing through the electric line unit changes. The evaluation circuit can preferably detect the breakage of the MEMS structure on the basis of the change in the current flowing through the electrical line unit. The evaluation circuit is in particular at least partially designed as an electrical circuit. The evaluation circuit is preferably designed such that electrical disturbances are suppressed and / or that the electrical disturbances are circuit-wise separated from the electrical current flowing through the electrical line unit. Electrical interference can preferably be generated by electrical control signals to the MEMS structure, in particular by PWM signals (pulse width modulated signals) to the MEMS structure. In particular, electrical interference can be caused by electrical interference currents, in particular photocurrents. A Detection of a break of the MEMS structure by the evaluation circuit is preferably carried out in less than 1 ms after the break, particularly preferably in less than 1 μs after the break. The evaluation circuit may preferably output an output signal with information that there is a break in the MEMS structure when detecting a break in the MEMS structure. Advantageously, a fraction of the MEMS structure can be detected on the basis of a change in the electrical current flowing through the electrical line unit.

Vorzugsweise kann an einem ersten der beiden elektrischen Kontaktelemente der elektrischen Leitungseinheit direkt eine elektrische Spannung angelegt sein. Insbesondere kann an einem zweiten der beiden elektrischen Kontaktelemente eine elektrische Spannung mittels eines Operationsverstärkers eingestellt sein. An dem ersten der beiden elektrischen Kontaktelemente können die Bruchdetektion störende elektrische Störströme, insbesondere elektrische Photoströme, fließen. Vorzugsweise kann die Auswerteschaltung derart ausgebildet sein, dass die elektrische Leitungseinheit frei von den elektrischen Störströmen bleibt. Insbesondere kann die Auswerteschaltung derart ausgebildet sein, dass die elektrischen Störströme gegen Masse abfließen. Insbesondere kann die Auswerteschaltung ein elektrisches Kontaktelement aufweisen, welches mit dem Dotierungsbereich der MEMS-Struktur verbunden, insbesondere elektrisch leitend verbunden, ist. Vorzugsweise können die elektrischen Störströme durch den Dotierungsbereich fließen und von dem Dotierungsbereich, insbesondere durch das Material der MEMS-Struktur, gegen Masse abfließen. Vorzugsweise wird durch eine Strommessung lediglich der elektrische Strom zur Bruchdetektion gemessen. Insbesondere ist die Auswerteschaltung dazu eingerichtet, den elektrischen Strom mit einem elektrischen Bruchreferenzstrom zu vergleichen und anhand eines Vergleichs ein Signal entsprechend einem Bruch der MEMS-Struktur oder ein Signal entsprechend einer intakten MEMS-Struktur auszugeben.Preferably, an electrical voltage can be applied directly to a first of the two electrical contact elements of the electrical line unit. In particular, an electrical voltage can be adjusted by means of an operational amplifier at a second of the two electrical contact elements. On the first of the two electrical contact elements, the fault detection disturbing electrical interference currents, in particular electrical photocurrents flow. Preferably, the evaluation circuit can be designed such that the electrical line unit remains free of the electrical interference currents. In particular, the evaluation circuit can be designed such that the electrical interference currents flow to ground. In particular, the evaluation circuit may comprise an electrical contact element, which is connected to the doping region of the MEMS structure, in particular electrically conductively connected. Preferably, the electrical interference currents can flow through the doping region and drain from the doping region, in particular by the material of the MEMS structure, to ground. Preferably, only the electric current for breakage detection is measured by a current measurement. In particular, the evaluation circuit is set up to compare the electrical current with an electrical fractional reference current and to output by comparison a signal corresponding to a fraction of the MEMS structure or a signal corresponding to an intact MEMS structure.

Alternativ ist vorstellbar, dass die elektrische Spannung an beiden der elektrischen Kontaktelemente jeweils mittels eines Operationsverstärkers eingestellt ist. Vorzugsweise sind die beiden Operationsverstärker zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet. Insbesondere ist ein Richtungssinn des elektrischen Stroms an dem ersten elektrischen Kontaktelement der elektrischen Leitungseinheit entgegengesetzt zu einem Richtungssinn des elektrischen Stroms an dem zweiten elektrischen Kontaktelement. Insbesondere sind die beiden Richtungssinne des elektrischen Stroms aufgrund einer symmetrischen, insbesondere einer elektrisch symmetrischen, Anordnung der elektrischen Leitungseinheit innerhalb der mechanischen Struktur entgegengesetzt. Vorzugsweise kann die mechanische Struktur Ausgleichsstrukturen aufweisen. Insbesondere können die Ausgleichsstrukturen derart innerhalb der mechanischen Struktur angeordnet sein, dass eine symmetrische Anordnung der elektrischen Leitungseinheit innerhalb der mechanischen Struktur möglich ist.Alternatively, it is conceivable that the electrical voltage is set at both of the electrical contact elements in each case by means of an operational amplifier. Preferably, the two operational amplifiers are at least substantially identical. In particular, a sense of direction of the electrical current at the first electrical contact element of the electrical line unit is opposite to a direction sense of the electrical current at the second electrical contact element. In particular, the two directions of the direction of the electric current due to a symmetrical, in particular an electrically symmetrical, arrangement of the electrical line unit within the mechanical structure are opposite. The mechanical structure may preferably have compensation structures. In particular, the compensation structures may be arranged within the mechanical structure such that a symmetrical arrangement of the electrical conductor unit within the mechanical structure is possible.

Insbesondere können in der mechanischen Struktur weitere elektrische Leitungselemente angeordnet sein, insbesondere um PWM-Steuersignale in Form elektrischer Ströme, zu leiten. Durch ein Übersprechen von zumindest einem der weiteren elektrischen Leitungselemente auf die elektrische Leitungseinheit zur Bruchdetektion können insbesondere elektrische Störströme in die elektrische Leitungseinheit eingekoppelt werden. Zumindest zu einer Reduktion des Übersprechens können die elektrischen Leitungselemente zur Leitung von PWM-Steuersignalen vorzugsweise zumindest teilweise räumlich getrennt von der elektrischen Leitungseinheit zur Bruchdetektion in der mechanischen Struktur angeordnet sein. Vorzugsweise weisen die elektrischen Störströme an den beiden elektrischen Kontaktelementen der elektrischen Leitungseinheit einen gleichen Richtungssinn auf. Darunter, dass die „elektrischen Störströme an den beiden elektrischen Kontaktelementen der elektrischen Leitungseinheit einen gleichen Richtungssinn aufweisen“, soll insbesondere verstanden werden, dass die elektrischen Richtungssinne der elektrischen Störströme an den beiden elektrischen Kontaktelementen der elektrischen Leitungseinheit jeweils aus der elektrischen Leitungseinheit hinaus zeigen oder jeweils in die elektrische Leitungseinheit hinein zeigen. Vorzugsweise ist eine Unterscheidung zwischen dem elektrischen Störstrom und dem elektrischen Strom zur Bruchdetektion, welcher an den beiden elektrischen Kontaktelementen verschiedene Richtungssinne aufweist, möglich. Insbesondere ist die Auswerteschaltung dazu eingerichtet, den elektrischen Strom zur Bruchdetektion von dem elektrischen Störstrom zu trennen. Die Auswerteschaltung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den elektrischen Strom zur Bruchdetektion mit einem Referenzsignal zu vergleichen und anhand des Vergleichs ein Signal entsprechend einem Bruch der MEMS-Struktur oder ein Signal entsprechend einer intakten MEMS-Struktur auszugeben.In particular, further electrical line elements can be arranged in the mechanical structure, in particular in order to conduct PWM control signals in the form of electrical currents. By a crosstalk of at least one of the further electrical line elements on the electrical line unit for breaking detection in particular electrical interference currents can be coupled into the electrical line unit. At least for a reduction of the crosstalk, the electrical line elements for conducting PWM control signals can preferably be arranged at least partially spatially separated from the electrical line unit for breaking detection in the mechanical structure. The electrical interference currents preferably have the same sense of direction at the two electrical contact elements of the electrical line unit. By the fact that the "electrical interference currents at the two electrical contact elements of the electrical line unit have a same sense of direction" should be understood in particular that the electrical direction sense of the electrical interference currents at the two electrical contact elements of the electrical line unit respectively from the electrical line unit addition show or each into the electrical line unit. Preferably, a distinction between the electrical interference current and the electric current for fracture detection, which has different directional sense at the two electrical contact elements, is possible. In particular, the evaluation circuit is adapted to separate the electrical current for breaking detection of the electrical interference current. The evaluation circuit is preferably configured to compare the electrical current for breaking detection with a reference signal and to output based on the comparison a signal corresponding to a fraction of the MEMS structure or a signal corresponding to an intact MEMS structure.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Auswerteschaltung als eine differentielle Schaltung ausgebildet ist. Unter einer „differentiellen Schaltung“ soll insbesondere eine elektrische Schaltung verstanden werden, in welcher sich aufgrund einer elektrischen Symmetrie der elektrischen Schaltung elektrische Störeinflüsse gegenseitig auslöschen. Vorteilhaft können elektrische Störeinflüsse auf die Detektion eines Bruchs der MEMS-Struktur gering gehalten werden.In addition, it is proposed that the at least one evaluation circuit is designed as a differential circuit. A "differential circuit" is to be understood, in particular, as an electrical circuit in which, as a result of electrical symmetry of the electrical circuit, electrical interferences cancel each other out. Advantageously, electrical disturbances on the detection of a break in the MEMS structure can be kept low.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, zumindest einen elektrischen Kurzschluss zu detektieren. Insbesondere kann ein elektrischer Kurzschluss eine Bruchdetektion erschweren und/oder verhindern. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass aufgrund eines elektrischen Kurzschlusses eine Detektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur durch die Auswerteschaltung schwer möglich ist. Vorzugsweise kann die Auswerteschaltung einen elektrischen Kurzschluss anhand eines Vergleichs des durch die elektrische Leitungseinheit fließenden elektrischen Stroms mit einem elektrischen Kurzschlussreferenzstrom detektieren. Alternativ ist vorstellbar, dass die Auswerteschaltung einen elektrischen Kurzschluss anhand eines Vergleichs der an den elektrischen Kontaktelementen der elektrischen Leitungseinheit anliegenden Spannungen mit einer elektrischen Kurzschlussreferenzspannung detektieren kann. Vorzugsweise kann die Auswerteschaltung ein Signal, insbesondere ein elektrisches Signal, ausgeben, welches ein Vorliegen oder ein Nichtvorhandensein eines elektrischen Kurzschlusses signalisiert. Vorteilhaft kann eine Fehldetektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur aufgrund eines elektrischen Kurschlusses verhindert werden. Furthermore, it is proposed that the at least one evaluation circuit is set up to detect at least one electrical short circuit. In particular, an electrical short circuit can make it difficult and / or prevent breakage detection. In particular, there is the possibility that due to an electrical short circuit detection of a break in the MEMS structure by the evaluation circuit is difficult. Preferably, the evaluation circuit can detect an electrical short circuit based on a comparison of the electrical current flowing through the electrical line unit with an electrical short circuit reference current. Alternatively, it is conceivable that the evaluation circuit can detect an electrical short circuit based on a comparison of the voltage applied to the electrical contact elements of the electrical line unit voltages with an electrical short circuit reference voltage. Preferably, the evaluation circuit can output a signal, in particular an electrical signal, which signals a presence or absence of an electrical short circuit. Advantageously, a misdetection of a fracture in the MEMS structure due to an electrical short circuit can be prevented.

Ferner geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einer Detektion eines Bruchs in zumindest einer MEMS-Struktur, welche zumindest eine mechanische Struktur aufweist, mittels einer erfindungsgemäßen Bruchdetektionsvorrichtung, wobei die Bruchdetektionsvorrichtung zumindest eine elektrische Leitungseinheit umfasst.Furthermore, the invention proceeds from a method for detecting a fracture in at least one MEMS structure, which has at least one mechanical structure, by means of a fracture detection device according to the invention, wherein the fracture detection device comprises at least one electrical conduction unit.

Es wird vorgeschlagen, dass, insbesondere in zumindest einem Verfahrensschritt, an die zumindest eine elektrische Leitungseinheit der Bruchdetektionsvorrichtung eine konstante elektrische Spannung angelegt wird. Insbesondere kann an die elektrische Leitungseinheit mittels der Auswerteschaltung und/oder mittels der elektrischen Spannungsversorgung eine konstante elektrische Spannung angelegt werden. Ist die an die elektrische Leitungseinheit angelegte elektrische Spannung konstant, ist vorzugsweise auch der die elektrische Leitungseinheit durchfließende elektrische Strom konstant. Kommt es in Folge eines Bruchs der MEMS-Struktur zu einer Beschädigung der elektrischen Leitungseinheit, ändert sich vorzugsweise der elektrische Widerstand der elektrischen Leitungseinheit. Da eine konstante elektrische Spannung an der elektrischen Leitungseinheit angelegt ist, ändert sich bei einer Änderung des elektrischen Widerstands der elektrischen Leitungseinheit vorzugsweise auch der elektrische Strom, welcher durch die elektrische Leitungseinheit fließt. Insbesondere ändert sich bei einer Änderung des elektrischen Widerstands der elektrischen Leitungseinheit der elektrische Strom, welcher durch die elektrische Leitungseinheit fließt, instantan. Bei einem Bruch in der MEMS-Struktur bilden sich insbesondere elektrische Kapazitäten zwischen dem Material der MEMS-Struktur und der elektrischen Leitungseinheit. Wird ein konstanter elektrischer Strom durch die elektrische Leitungseinheit geschickt und eine Änderung der an der elektrischen Leitungseinheit anliegenden Spannung detektiert, erfolgt eine Änderung der elektrischen Spannung bei einem Bruch in der MEMS-Struktur vorzugsweise mit einer Verzögerung aufgrund der elektrischen Kapazitäten zwischen dem Material der MEMS-Struktur und der elektrischen Leitungseinheit. Vorteilhaft kann die Detektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur bei einem Anlegen einer konstanten elektrischen Spannung schneller detektiert werden als bei einer Vorgabe eines konstanten elektrischen Stroms durch die elektrische Leitungseinheit.It is proposed that, in particular in at least one method step, a constant electrical voltage be applied to the at least one electrical line unit of the breakage detection device. In particular, a constant electrical voltage can be applied to the electrical line unit by means of the evaluation circuit and / or by means of the electrical power supply. If the electrical voltage applied to the electrical line unit is constant, the electrical current flowing through the electrical line unit is preferably also constant. If, as a result of breakage of the MEMS structure, the electrical line unit is damaged, the electrical resistance of the electrical line unit preferably changes. Since a constant electric voltage is applied to the electric wire unit, when the electric resistance of the electric wire unit changes, it is also preferable to change the electric current flowing through the electric wire unit. In particular, when the electrical resistance of the electric wire unit changes, the electric current flowing through the electric wire unit changes instantaneously. In the event of a break in the MEMS structure, in particular electrical capacitances are formed between the material of the MEMS structure and the electrical line unit. If a constant electrical current is passed through the electrical line unit and a change in the voltage applied to the electrical line unit voltage detected, a change in the voltage at a break in the MEMS structure is preferably carried out with a delay due to the electrical capacitances between the material of MEMS Structure and electrical line unit. Advantageously, the detection of a break in the MEMS structure can be detected more quickly when a constant electrical voltage is applied than when a constant electrical current is specified by the electrical conductor unit.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass, insbesondere in zumindest einem Verfahrensschritt, bei einem Bruch der zumindest einen MEMS-Struktur eine Änderung eines durch die zumindest eine elektrische Leitungseinheit fließenden elektrischen Stroms mittels zumindest einer Auswerteschaltung detektiert wird. Vorteilhaft kann ein Bruch der MEMS-Struktur anhand einer Änderung des die elektrische Leitungseinheit durchfließenden elektrischen Stroms detektiert werden. Furthermore, it is proposed that, in particular in at least one method step, if the at least one MEMS structure breaks, a change in an electrical current flowing through the at least one electrical line unit is detected by means of at least one evaluation circuit. Advantageously, a fraction of the MEMS structure can be detected on the basis of a change in the electrical current flowing through the electrical line unit.

Zudem wird vorgeschlagen, dass, insbesondere in zumindest einem Verfahrensschritt, der elektrische Strom mittels zumindest eines Strommesswiderstands erfasst wird. Der Strommesswiderstand ist vorzugsweise als ein niederohmiger elektrischer Widerstand ausgebildet. Der Strommesswiderstand ist vorzugsweise als ein Teil der Auswerteschaltung ausgebildet. Insbesondere verursacht ein durch den Strommesswiderstand fließender elektrischer Strom einen Abfall einer elektrischen Spannung an dem Strommesswiderstand, welcher bevorzugt proportional zu einer Stärke des elektrischen Stroms ist. Vorzugsweise umfasst die Auswerteschaltung zwei Strommesswiderstände. Vorzugsweise ist ein erster Strommesswiderstand dazu eingerichtet, einen elektrischen Strom, der durch das erste Kontaktelement fließt, zu erfassen. Vorzugsweise ist ein zweiter Strommesswiderstand dazu eingerichtet, einen elektrischen Strom, der durch das zweite Kontaktelement fließt, zu erfassen. Vorteilhaft kann der elektrische Strom erfasst werden und auf ein Strommessgerät verzichtet werden. Vorteilhaft kann die Bruchdetektionsvorrichtung kostengünstig hergestellt werden.In addition, it is proposed that, in particular in at least one method step, the electric current is detected by means of at least one current measuring resistor. The current measuring resistor is preferably designed as a low-resistance electrical resistance. The current measuring resistor is preferably designed as a part of the evaluation circuit. In particular, an electrical current flowing through the current sensing resistor causes a drop in electrical voltage across the current sense resistor, which is preferably proportional to a magnitude of the electrical current. Preferably, the evaluation circuit comprises two current measuring resistors. Preferably, a first current measuring resistor is arranged to detect an electric current flowing through the first contact element. Preferably, a second current measuring resistor is adapted to detect an electric current flowing through the second contact element. Advantageously, the electric current can be detected and dispensed with an ammeter. Advantageously, the fracture detection device can be produced inexpensively.

Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Laserprojektionsvorrichtung mit zumindest einer erfindungsgemäßen Bruchdetektionsvorrichtung.Furthermore, the invention is based on a laser projection device with at least one breakage detection device according to the invention.

Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine MEMS-Struktur als ein Teil eines Spiegelelements ausgebildet ist. Unter einem „Spiegelelement“ soll insbesondere ein für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für ein menschliches Auge sichtbare elektromagnetische Strahlung, reflektives Element verstanden werden. Insbesondere ist das Spiegelelement in einem Bereich eines elektromagnetischen Spektrums reflektiv, in dem die Laserprojektionsvorrichtung elektromagnetische Strahlung aussendet. Das Spiegelelement ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet. Das Spiegelelement kann insbesondere zumindest teilweise aus einem Gold, einem Silber, einem Silizium oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Spiegelelement eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung auf einer Oberfläche des Spiegelelements aufweist. Die Beschichtung kann vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Gold, einem Silber, einem Silizium oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet sein. Für einen besonders hohen Reflexionsgrad kann das Spiegelelement zusätzlich bevorzugt eine polierte Oberfläche, besonders bevorzugt eine hochglanzpolierte Oberfläche aufweisen. Das Spiegelelement ist vorzugsweise als ein Horizontalspiegel oder als ein Vertikalspiegel ausgebildet.It is proposed that at least one MEMS structure is formed as part of a mirror element. Under a "mirror element" In particular, an electromagnetic radiation, reflective element, which is visible for electromagnetic radiation, in particular for a human eye, should be understood. In particular, the mirror element is reflective in a region of an electromagnetic spectrum in which the laser projection device emits electromagnetic radiation. The mirror element is preferably formed at least partially from an electromagnetic radiation reflecting material. The mirror element may in particular be formed at least partially from a gold, a silver, a silicon, or from another material that appears meaningful to a person skilled in the art and that reflects electromagnetic radiation. Alternatively or additionally, it is conceivable that the mirror element has a coating reflecting electromagnetic radiation on a surface of the mirror element. The coating may preferably be formed at least partially from a gold, a silver, a silicon or from another material which appears expedient to a person skilled in the art and which reflects electromagnetic radiation. For a particularly high degree of reflection, the mirror element may additionally preferably have a polished surface, particularly preferably a highly polished surface. The mirror element is preferably designed as a horizontal mirror or as a vertical mirror.

Die Laserprojektionsvorrichtung umfasst vorzugsweise noch weitere, für einen Betrieb der Laserprojektionsvorrichtung notwendige Bauteile. Insbesondere kann die Laserprojektionsvorrichtung zumindest eine Strahlungsquelle zu einer Erzeugung eines Laserstrahls sowie weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauteile umfassen. Wird die MEMS-Struktur als ein Teil eines Spiegelelements in einer Laserprojektionsvorrichtung eingesetzt, ist die MEMS-Struktur insbesondere dazu eingerichtet, den, insbesondere für ein menschliches Auge, potentiell gefährlichen Laserstrahl abzulenken. Mittels der Bruchdetektionsvorrichtung kann insbesondere ein Bruch der MEMS-Struktur detektiert werden und anhand des Ausgangssignals der Bruchdetektionsvorrichtung die Laserprojektionsvorrichtung deaktiviert werden. Vorteilhaft kann eine körperliche Unversehrtheit eines Benutzers und/oder eines Betrachters sichergestellt werden.The laser projection device preferably also comprises further components necessary for operation of the laser projection device. In particular, the laser projection device may comprise at least one radiation source for generating a laser beam as well as further components that appear appropriate to a person skilled in the art. If the MEMS structure is used as part of a mirror element in a laser projection device, the MEMS structure is in particular configured to deflect the, in particular for a human eye, potentially dangerous laser beam. In particular, a break of the MEMS structure can be detected by means of the breakage detection device and the laser projection device can be deactivated on the basis of the output signal of the breakage detection device. Advantageously, a physical integrity of a user and / or a viewer can be ensured.

Ferner geht die Erfindung aus von einem Laserprojektor mit zumindest einer erfindungsgemäßen Laserprojektionsvorrichtung. Der Laserprojektor umfasst vorzugsweise noch weitere, für einen Betrieb des Laserprojektors notwendige Bauteile. Insbesondere kann der Laserprojektor zumindest eine Energieversorgung, zumindest einen Dateneingang, zumindest einen Bildprozessor, zumindest ein Gehäuse sowie weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauteile umfassen. Vorteilhaft kann ein benutzersicherer Laserprojektor bereitgestellt werden.Furthermore, the invention is based on a laser projector with at least one laser projection device according to the invention. The laser projector preferably also comprises further components necessary for operation of the laser projector. In particular, the laser projector can comprise at least one power supply, at least one data input, at least one image processor, at least one housing and further components that appear appropriate to a person skilled in the art. Advantageously, a user-safe laser projector can be provided.

Die erfindungsgemäße Bruchdetektionsvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Laserprojektor sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Bruchdetektionsvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Laserprojektor zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The fracture detection device according to the invention, the method according to the invention, the laser projection device according to the invention and / or the laser projector according to the invention should / should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the inventive fracture detection device, the method according to the invention, the laser projection device according to the invention and / or the laser projector according to the invention may have a number differing from a number of individual elements, components and units as well as method steps described herein for performing a function described herein. In addition, in the value ranges indicated in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, two embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:

1 einen erfindungsgemäßen Laserprojektor in einer perspektivischen Darstellung,
2 eine erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
3 eine erfindungsgemäße Bruchdetektionsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
4 die Bruchdetektionsvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung,
5 ein elektrisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Auswerteschaltung,
6 eine alternative erfindungsgemäße Bruchdetektionsvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung und
7 ein elektrisches Schaltbild einer alternativen erfindungsgemäßen Auswerteschaltung.

Show it:

1 a laser projector according to the invention in a perspective view,
2 a laser projection device according to the invention in a schematic representation,
3 a fracture detection device according to the invention in a schematic representation,
4 the fracture detection device in a schematic sectional view,
5 an electrical circuit diagram of an evaluation circuit according to the invention,
6 an alternative inventive breakage detection device in a schematic sectional view and
7 an electrical circuit diagram of an alternative evaluation circuit according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Laserprojektor 12a in einer perspektivischen Darstellung. Der Laserprojektor 12a umfasst eine erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung 14a mit einer erfindungsgemäßen Bruchdetektionsvorrichtung 10a. Die Laserprojektionsvorrichtung 14a ist innerhalb eines Gehäuses 16a des Laserprojektors 12a angeordnet und durch einen mit einer gestrichelten Linie umrandeten Bereich angedeutet. Die Laserprojektionsvorrichtung 14a ist auf einer Hauptplatine 18a des Laserprojektors 12a angeordnet. 1 shows a laser projector according to the invention 12a in a perspective view. The laser projector 12a comprises a laser projection device according to the invention 14a with a fracture detection device according to the invention 10a , The laser projection device 14a is inside a housing 16a of the laser projector 12a arranged and indicated by a rimmed with a dashed line area. The laser projection device 14a is on a motherboard 18a of the laser projector 12a arranged.

2 zeigt die Laserprojektionsvorrichtung 14a in einer schematischen Darstellung. Die Laserprojektionsvorrichtung 14a umfasst ein erstes Spiegelelement 20a und ein zweites Spiegelelement 22a. Eine MEMS-Struktur 24a ist als ein Teil des zweiten Spiegelelements 22a ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die MEMS-Struktur 24a als ein Teil des ersten Spiegelelements 20a ausgebildet ist. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Laserprojektionsvorrichtung 14a noch eine weitere MEMS-Struktur umfasst und sowohl die MEMS-Struktur 24a als auch die weitere MEMS-Struktur als Teile der Spiegelelemente 20a, 22a ausgebildet sind. Das erste Spiegelelement 20a ist als ein Vertikalspiegel ausgebildet, welcher um eine erste Drehachse 26a bewegbar gelagert ist. Das zweite Spiegelelement 22a ist als ein Horizontalspiegel ausgebildet, welcher um eine zweite Drehachse 28a bewegbar gelagert ist. Die erste Drehachse 26a und die zweite Drehachse 28a sind im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung der ersten Drehachse 26a relativ zu der zweiten Drehachse 28a definieren, wobei die erste Drehachse 26a und die zweite Drehachse 28a, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. 2 shows the laser projection device 14a in a schematic representation. The laser projection device 14a comprises a first mirror element 20a and a second mirror element 22a , A MEMS structure 24a is as a part of the second mirror element 22a educated. Alternatively, it is conceivable that the MEMS structure 24a as a part of the first mirror element 20a is trained. In principle, it is conceivable that the laser projection device 14a yet another MEMS structure includes and both the MEMS structure 24a as well as the further MEMS structure as parts of the mirror elements 20a . 22a are formed. The first mirror element 20a is formed as a vertical mirror, which is about a first axis of rotation 26a is movably mounted. The second mirror element 22a is formed as a horizontal mirror, which is about a second axis of rotation 28a is movably mounted. The first axis of rotation 26a and the second axis of rotation 28a are aligned substantially perpendicular to each other. The term "substantially perpendicular" is intended here in particular an orientation of the first axis of rotation 26a relative to the second axis of rotation 28a define, where the first axis of rotation 26a and the second axis of rotation 28a , viewed in particular in one plane, enclose an angle of 90 ° and the angle has a maximum deviation of in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °.

Das erste Spiegelelement 20a ist dazu eingerichtet, einen Laserstrahl 30a in eine vertikale Richtung abzulenken. Unter einer „vertikalen Richtung“ soll hier insbesondere eine zu der ersten Drehachse 26a zumindest im Wesentlichen senkrechte Richtung verstanden werden. Das zweite Spiegelelement 22a ist dazu eingerichtet, den von dem ersten Spiegelelement 20a abgelenkten Laserstrahl 30a in eine horizontale Richtung abzulenken. Zu einer klaren Darstellung einer Funktionsweise des zweiten Spiegelelements 22a, ist das zweite Spiegelelement 22a teiltransparent dargestellt. Unter einer „horizontalen Richtung“ soll hier insbesondere eine zu der zweiten Drehachse 28a zumindest im Wesentlichen senkrechte Richtung verstanden werden. Mit dem von den beiden Spiegelelementen 20a, 22a abgelenkten Laserstrahl 30a projiziert die Laserprojektionsvorrichtung 14a ein Bild 32a auf eine Projektionsfläche 34a. Der Laserstrahl 30a wird von einer Strahlungsquelle 36a der Laserprojektionsvorrichtung 14a erzeugt. Die Strahlungsquelle 36a ist als eine Laserdiode ausgebildet.The first mirror element 20a is set up to use a laser beam 30a to distract in a vertical direction. Under a "vertical direction" is here in particular one to the first axis of rotation 26a be understood at least substantially vertical direction. The second mirror element 22a is adapted to that of the first mirror element 20a deflected laser beam 30a to distract in a horizontal direction. For a clear representation of an operation of the second mirror element 22a , is the second mirror element 22a partially transparent. Under a "horizontal direction" is here in particular one to the second axis of rotation 28a be understood at least substantially vertical direction. With the of the two mirror elements 20a . 22a deflected laser beam 30a projects the laser projection device 14a a picture 32a on a projection screen 34a , The laser beam 30a is from a radiation source 36a the laser projection device 14a generated. The radiation source 36a is designed as a laser diode.

Die beiden Spiegelelemente 20a, 22a weisen auf ihren Oberflächen jeweils eine für elektromagnetische Strahlung reflektive Beschichtung auf. Die reflektive Beschichtung ist aus einem Gold gebildet. Alternativ kann die reflektive Beschichtung auch aus einem Silber, einem Silizium oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet sein. Die Oberflächen der beiden Spiegelelemente 20a, 22a sind für einen hohen Reflexionsgrad jeweils hochglanzpoliert.The two mirror elements 20a . 22a have on their surfaces each reflective to electromagnetic radiation coating. The reflective coating is formed of a gold. Alternatively, the reflective coating can also be formed from a silver, a silicon or from another material which appears meaningful to a person skilled in the art and which reflects electromagnetic radiation. The surfaces of the two mirror elements 20a . 22a are each highly polished for a high degree of reflection.

Die Laserprojektionsvorrichtung 14a umfasst die Bruchdetektionsvorrichtung 10a. Zur Detektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur 24a ist eine elektrische Leitungseinheit 38a der Bruchdetektionsvorrichtung 10a innerhalb der MEMS-Struktur 24a angeordnet und elektrisch leitend mit einer Auswerteschaltung 40a verbunden. Der Übersichtlichkeit halber ist die elektrische Leitungseinheit 38a als ein lineares Element dargestellt. Die Bruchdetektionsvorrichtung 10a ist dazu eingerichtet, einen Bruch in der MEMS-Struktur 24a zu detektieren. Grundsätzlich ist vorstellbar, dass die Laserprojektionsvorrichtung 14a eine weitere Bruchdetektionsvorrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einen Bruch in einer weiteren MEMS-Struktur zu detektieren, welche als ein Teil des ersten Spiegelelements 20a ausgebildet ist.The laser projection device 14a includes the fracture detection device 10a , For detecting a break in the MEMS structure 24a is an electrical line unit 38a the fracture detection device 10a within the MEMS structure 24a arranged and electrically conductive with an evaluation circuit 40a connected. For the sake of clarity, the electrical line unit 38a represented as a linear element. The fracture detection device 10a is set up to break in the MEMS structure 24a to detect. In principle, it is conceivable that the laser projection device 14a a further breakage detection device, which is adapted to detect a break in another MEMS structure, which as a part of the first mirror element 20a is trained.

3 zeigt die Bruchdetektionsvorrichtung 10a in einer schematischen Darstellung. Die Bruchdetektionsvorrichtung 10a umfasst die MEMS-Struktur 24a und die elektrische Leitungseinheit 38a. Die MEMS-Struktur 24a ist als ein MEMS-Aktuator ausgebildet. Die MEMS-Struktur 24a ist aus einem Silizium gebildet. Die MEMS-Struktur 24a weist eine mechanische Struktur 42a auf. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist entlang der mechanischen Struktur 42a angeordnet. Die elektrische Leitungseinheit 38a weist ein erstes Endstück 44a und ein zweites Endstück 46a auf. Die elektrische Leitungseinheit 38a weist genau zwei Endstücke 44a, 46a auf. An dem ersten Endstück 44a ist ein erstes elektrisches Kontaktelement 48a angeordnet. An dem zweiten Endstück 46a ist ein zweites elektrisches Kontaktelement 50a angeordnet. Die beiden Endstücke 44a, 46a und die beiden elektrischen Kontaktelemente 48a, 50a sind einstückig mit einem Grundkörper der elektrischen Leitungseinheit 38a ausgebildet. Die Endstücke 44a, 46a sind aus der mechanischen Struktur 42a hinausgeführt. Das erste elektrische Kontaktelement 48a ist auf einer ersten elektrischen Schnittstelle 52a der MEMS-Struktur 24a angeordnet. Das zweite elektrische Kontaktelement 50a ist auf einer zweiten elektrischen Schnittstelle 54a der MEMS-Struktur 24a angeordnet. Die MEMS-Struktur 24a weist noch weitere elektrische Schnittstellen 56a auf. Die erste elektrische Schnittstelle 52a, die zweite elektrische Schnittstelle 54a und die weiteren elektrischen Schnittstellen 56a sind als Bondpads ausgebildet. Die erste elektrische Schnittstelle 52a, die zweite elektrische Schnittstelle 54a und die weiteren elektrischen Schnittstellen 56a sind an einer Kante 58a der MEMS-Struktur 24a angeordnet. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist über die erste elektrische Schnittstelle 52a und über die zweite elektrische Schnittstelle 54a elektrisch leitend mit der nicht weiter dargestellten Auswerteschaltung 40a verbunden. 3 shows the fracture detection device 10a in a schematic representation. The fracture detection device 10a includes the MEMS structure 24a and the electrical line unit 38a , The MEMS structure 24a is designed as a MEMS actuator. The MEMS structure 24a is made of a silicon. The MEMS structure 24a has a mechanical structure 42a on. The electrical line unit 38a is along the mechanical structure 42a arranged. The electrical line unit 38a has a first tail 44a and a second tail 46a on. The electrical line unit 38a has exactly two tails 44a . 46a on. At the first end piece 44a is a first electrical contact element 48a arranged. At the second end piece 46a is a second electrical contact element 50a arranged. The two tails 44a . 46a and the two electrical contact elements 48a . 50a are integral with a main body of the electrical line unit 38a educated. The tails 44a . 46a are from the mechanical structure 42a led out. The first electrical contact element 48a is on a first electrical interface 52a the MEMS structure 24a arranged. The second electrical contact element 50a is on a second electrical interface 54a the MEMS structure 24a arranged. The MEMS structure 24a has even more electrical interfaces 56a on. The first electrical interface 52a , the second electrical interface 54a and the other electrical interfaces 56a are designed as bond pads. The first electrical interface 52a , the second electrical interface 54a and the other electrical interfaces 56a are on an edge 58a the MEMS structure 24a arranged. The electrical line unit 38a is about the first electrical interface 52a and via the second electrical interface 54a electrically conductive with the evaluation circuit not shown 40a connected.

Die elektrische Leitungseinheit 38a weist eine Mehrzahl von Leitungseinheitsteilabschnitten auf. Ein erster Leitungseinheitsteilabschnitt 60a und ein zweiter Leitungseinheitsteilabschnitt 62a sind exemplarisch gekennzeichnet. Der erste Leitungseinheitsteilabschnitt 60a erstreckt sich zwischen einer ersten Ecke 64a und einer zweiten Ecke 66a, um die die elektrische Leitungseinheit 38a verläuft. Der zweite Leitungseinheitsteilabschnitt 62a erstreckt sich zwischen der zweiten Ecke 66a und einer dritten Ecke 68a, um die die elektrische Leitungseinheit 38a verläuft. Die Leitungseinheitsteilabschnitte sind untereinander querverbindungsfrei ausgebildet.The electrical line unit 38a has a plurality of line unit sections. A first line unit subsection 60a and a second line unit portion 62a are identified by way of example. The first line unit subsection 60a extends between a first corner 64a and a second corner 66a to the the electrical line unit 38a runs. The second line unit section 62a extends between the second corner 66a and a third corner 68a to the the electrical line unit 38a runs. The line unit sections are formed with each other cross-free.

Die elektrische Leitungseinheit 38a ist durch eine Dotierung eines Materials der MEMS-Struktur 24a ausgebildet. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist durch eine Dotierung von einem Silizium gebildet. Das Material der MEMS-Struktur 24a ist n-dotiert. Das Material der MEMS-Struktur 24a ist durch Phosphoratome dotiert.The electrical line unit 38a is by doping a material of the MEMS structure 24a educated. The electrical line unit 38a is formed by a doping of a silicon. The material of the MEMS structure 24a is n-doped. The material of the MEMS structure 24a is doped by phosphorous atoms.

Die elektrische Leitungseinheit 38a ist salizidiert. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist durch ein Einsintern eines Wolframs salizidiert. Durch eine Salizidation ist ein elektrischer Widerstand der elektrischen Leitungseinheit 38a im Vergleich zu einer gleichen unsalizidierten elektrischen Leitungseinheit 38a reduziert.The electrical line unit 38a is salicided. The electrical line unit 38a is salicided by sintering in a tungsten. By Salizidation is an electrical resistance of the electrical line unit 38a compared to a same unsalikidierte electrical line unit 38a reduced.

Die elektrische Leitungseinheit 38a ist teilweise innerhalb eines Dotierungsbereichs 70a innerhalb des Materials der MEMS-Struktur 24a eingebettet. Der Dotierungsbereich 70a ist durch eine Dotierung des Materials der MEMS-Struktur 24a ausgebildet. Der Dotierungsbereich 70a ist durch eine Dotierung von einem Silizium ausgebildet. Der Dotierungsbereich 70a ist durch eine Dotierung verschieden von der Dotierung der elektrischen Leitungseinheit 38a ausgebildet. Der Dotierungsbereich 70a umgibt die elektrische Leitungseinheit 38a wannenförmig.The electrical line unit 38a is partially within a doping region 70a within the material of the MEMS structure 24a embedded. The doping region 70a is by doping the material of the MEMS structure 24a educated. The doping region 70a is formed by a doping of a silicon. The doping region 70a is different by doping from the doping of the electrical line unit 38a educated. The doping region 70a surrounds the electrical line unit 38a trough-shaped.

4 zeigt die Bruchdetektionsvorrichtung 10a in einer schematischen Schnittdarstellung. Der Übersichtlichkeit halber ist die elektrische Leitungseinheit 38a als ein lineares Element dargestellt. Auf eine Darstellung der ersten elektrischen Schnittstelle 52a und der zweiten elektrischen Schnittstelle 54a wurde verzichtet. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist an dem ersten elektrischen Kontaktelement 48a des ersten Endstücks 44a der elektrischen Leitungseinheit 38a elektrisch leitend mit einem ersten Anschlusselement 72a der Auswerteschaltung 40a verbunden. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist an dem zweiten elektrischen Kontaktelement 50a des zweiten Endstücks 46a der elektrischen Leitungseinheit 38a elektrisch leitend mit einem zweiten Anschlusselement 74a der Auswerteschaltung 40a verbunden. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist innerhalb des Dotierungsbereichs 70a angeordnet. Der Dotierungsbereich 70a ist innerhalb der mechanischen Struktur 42a der MEMS-Struktur 24a angeordnet. Quer zu der elektrischen Leitungseinheit 38a verläuft ein Ansteuerleitungselement 76a. Das Ansteuerleitungselement 76a ist zu einer Ansteuerung der mechanischen Struktur 42a mittels eines PWM-Signals eingerichtet. 4 shows the fracture detection device 10a in a schematic sectional view. For the sake of clarity, the electrical line unit 38a represented as a linear element. On a representation of the first electrical interface 52a and the second electrical interface 54a was waived. The electrical line unit 38a is on the first electrical contact element 48a of the first tail 44a the electrical line unit 38a electrically conductive with a first connection element 72a the evaluation circuit 40a connected. The electrical line unit 38a is on the second electrical contact element 50a of the second end piece 46a the electrical line unit 38a electrically conductive with a second connection element 74a the evaluation circuit 40a connected. The electrical line unit 38a is within the doping region 70a arranged. The doping region 70a is within the mechanical structure 42a the MEMS structure 24a arranged. Transverse to the electrical line unit 38a runs a Ansteuerleitungselement 76a , The drive line element 76a is to control the mechanical structure 42a set up by means of a PWM signal.

Durch die elektrische Leitungseinheit 38a fließt ein elektrischer Messstrom 78a. Ein Stromrichtungssinn des elektrischen Messstroms 78a an dem ersten Anschlusselement 72a unterscheidet sich von einem Stromrichtungssinn des elektrischen Messstroms 78a an dem zweiten Anschlusselement 74a. Aufgrund einer räumlichen Nähe des Ansteuerleitungselements 76a zu der elektrischen Leitungseinheit 38a wird aus dem Ansteuerleitungselement 76a ein elektrischer Störstrom 80a in die elektrische Leitungseinheit 38a eingekoppelt. Der elektrische Störstrom 80a fließt durch die elektrische Leitungseinheit 38a. Ein Stromrichtungssinn des elektrischen Störstroms 80a an dem ersten Anschlusselement 72a ist gleich zu einem Stromrichtungssinn des elektrischen Störstroms 80a an dem zweiten Anschlusselement 74a. Die Auswerteschaltung 40a ist derart ausgebildet, dass der elektrische Messstrom 78a, dessen Stromrichtungssinn an dem ersten Anschlusselement 72a sich von dessen Stromrichtungssinn an dem zweiten Anschlusselement 74a unterscheidet, von dem elektrischen Störstrom 80a, dessen Stromrichtungssinn an dem ersten Anschlusselement 72a gleich zu dessen Stromrichtungssinn an dem zweiten Anschlusselement 74a ist, getrennt wird (vgl. 5). Trotz einer Störeinkopplung des elektrischen Störstroms 80a kann ein Bruch der elektrischen Leitungseinheit 38a in Folge eines Bruchs in der MEMS-Struktur 24a detektiert werden.Through the electrical line unit 38a an electrical measuring current flows 78a , A direction of current sense of the electrical measuring current 78a on the first connection element 72a differs from a direction of current sense of the electrical measuring current 78a on the second connection element 74a , Due to a spatial proximity of the Ansteuerleitungselements 76a to the electrical line unit 38a is from the Ansteuerleitungselement 76a an electrical interference current 80a in the electrical line unit 38a coupled. The electrical interference current 80a flows through the electrical line unit 38a , A direction of current sense of the electrical interference current 80a on the first connection element 72a is equal to a sense of current direction of the electrical interference current 80a on the second connection element 74a , The evaluation circuit 40a is designed such that the electrical measuring current 78a , whose direction of current sense at the first connection element 72a from the direction of its current sense at the second connection element 74a differs from the electrical noise 80a , whose direction of current sense at the first connection element 72a equal to its direction of current sense at the second connection element 74a is, is separated (cf. 5 ). Despite a disturbance coupling of the electrical interference current 80a can cause a break in the electrical line unit 38a as a result of a break in the MEMS structure 24a be detected.

5 zeigt ein elektrisches Schaltbild der Auswerteschaltung 40a. Die elektrische Leitungseinheit 38a ist über das erste elektrische Kontaktelement 48a mit dem ersten elektrischen Anschlusselement 72a verbunden und über das zweite elektrische Kontaktelement 50a mit dem zweiten elektrischen Anschlusselement 74a verbunden. Eine elektrische Spannung an dem ersten elektrischen Kontaktelement 48a ist mittels eines ersten Operationsverstärkers 82a eingestellt. Eine elektrische Spannung an dem zweiten elektrischen Kontaktelement 50a ist mittels eines zweiten Operationsverstärkers 84a eingestellt. Der zweite Operationsverstärker 84a ist identisch zu dem ersten Operationsverstärker 82a ausgebildet. Ein elektrischer Strom durch die elektrische Leitungseinheit 38a wird an dem ersten Anschlusselement 72a mittels eines ersten Strommesswiderstands 86a erfasst. Der elektrische Strom durch die elektrische Leitungseinheit 38a wird an dem zweiten Anschlusselement 74a mittels eines zweiten Strommesswiderstands 88a erfasst. Der erste Strommesswiderstand 86a ist identisch zu dem zweiten Strommesswiderstand 88a ausgebildet. Die Strommesswiderstände 86a, 88a sind als niederohmige elektrische Widerstände ausgebildet. Fließt ein elektrischer Strom durch die Strommesswiderstände 86a, 88a, fällt eine elektrische Spannung proportional zu dem elektrischen Strom über den Strommesswiderständen 86a, 88a ab. 5 shows an electrical circuit diagram of the evaluation circuit 40a , The electrical line unit 38a is over the first electrical contact element 48a with the first electrical connection element 72a connected and via the second electrical contact element 50a with the second electrical connection element 74a connected. An electrical voltage on the first electrical contact element 48a is by means of a first operational amplifier 82a set. An electrical voltage on the second electrical contact element 50a is by means of a second operational amplifier 84a set. The second operational amplifier 84a is identical to the first operational amplifier 82a educated. An electrical current through the electrical line unit 38a is at the first connection element 72a by means of a first current measuring resistor 86a detected. The electric current through the electrical line unit 38a is at the second connection element 74a by means of a second current measuring resistor 88a detected. The first current measuring resistor 86a is identical to the second current sense resistor 88a educated. The current measuring resistors 86a . 88a are designed as low-resistance electrical resistors. An electric current flows through the current measuring resistors 86a . 88a , an electrical voltage falls in proportion to the electric current across the current sense resistors 86a . 88a from.

Ein elektrischer Spannungsabfall über dem ersten Strommesswiderstand 86a wird mittels eines ersten Kurzschlussoperationsverstärkers 90a mit einer ersten elektrischen Kurzschlussreferenzspannung 92a verglichen. Die erste elektrische Kurzschlussreferenzspannung 92a wird mittels einer ersten Spannungsquelle 94a erzeugt. Als Ergebnis eines Vergleichs wird ein elektrisches Signal entsprechend eines Vorliegens eines elektrischen Kurzschlusses oder ein elektrisches Signal entsprechend eines Nichtvorhandenseins eines elektrischen Kurzschlusses ausgegeben. Ein elektrischer Spannungsabfall über dem zweiten Strommesswiderstand 88a wird mittels eines zweiten Kurzschlussoperationsverstärkers 96a mit einer zweiten elektrischen Kurzschlussreferenzspannung 98a verglichen. Die zweite elektrische Kurzschlussreferenzspannung 98a wird mittels einer zweiten Spannungsquelle 100a erzeugt. Als Ergebnis eines Vergleichs wird ein elektrisches Signal entsprechend eines Vorliegens eines elektrischen Kurzschlusses oder ein elektrisches Signal entsprechend eines Nichtvorhandenseins eines elektrischen Kurzschlusses ausgegeben.An electrical voltage drop across the first current sense resistor 86a is done by means of a first short circuit operational amplifier 90a with a first electrical short circuit reference voltage 92a compared. The first electrical short circuit reference voltage 92a is by means of a first voltage source 94a generated. As a result of a comparison, an electric signal corresponding to an electric short circuit or an electric signal corresponding to an absence of an electric short circuit is output. An electrical voltage drop across the second current sense resistor 88a is done by means of a second short circuit operational amplifier 96a with a second electrical short circuit reference voltage 98a compared. The second electrical short circuit reference voltage 98a is by means of a second voltage source 100a generated. As a result of a comparison, an electric signal corresponding to an electric short circuit or an electric signal corresponding to an absence of an electric short circuit is output.

Zu einer Erkennung einer Unterbrechung der elektrischen Leitungseinheit 38a trennt die Auswerteschaltung 40a ein Messsignal des elektrischen Messstroms 78a von einem Störsignal des elektrischen Störstroms 80a. Das Messsignal wird mittels eines Bruchoperationsverstärkers 102a mit einer elektrischen Bruchreferenzspannung 104a verglichen. Die elektrische Bruchreferenzspannung 104a wird mittels einer ersten Bruchreferenzspannungsquelle 106a und einer zweiten Bruchreferenzspannungsquelle 108a erzeugt. Als Ergebnis eines Vergleichs wird ein elektrisches Signal entsprechend eines Vorliegens eines Bruchs der MEMS-Struktur 24a oder ein elektrisches Signal entsprechend eines Nichtvorhandenseins eines Bruchs der MEMS-Struktur 24a ausgegeben.For a detection of an interruption of the electrical line unit 38a separates the evaluation circuit 40a a measuring signal of the electrical measuring current 78a from an interference signal of the electrical interference current 80a , The measurement signal is determined by means of a fractional operation amplifier 102 with an electrical break reference voltage 104a compared. The electrical break reference voltage 104a is by means of a first fractional reference voltage source 106a and a second fractional reference voltage source 108a generated. As a result of comparison, an electric signal corresponding to a presence of a break of the MEMS structure 24a or an electrical signal corresponding to an absence of a break in the MEMS structure 24a output.

In den 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 5, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 5 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.In the 6 and 7 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference in principle to the same reference components, in particular with respect to components with the same reference numerals, to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular 1 to 5 , can be referenced. To distinguish the embodiments of the letter a is the reference numerals of the embodiment in the 1 to 5 readjusted. In the embodiments of the 6 and 7 the letter a is replaced by the letter b.

6 zeigt eine erfindungsgemäße Bruchdetektionsvorrichtung 10b in einer schematischen Schnittdarstellung. Der Übersichtlichkeit halber ist eine elektrische Leitungseinheit 38b als ein lineares Element dargestellt. Auf eine Darstellung einer ersten elektrischen Schnittstelle 52b und einer zweiten elektrischen Schnittstelle 54b wurde verzichtet. Die elektrische Leitungseinheit 38b ist an einem ersten elektrischen Kontaktelement 48b eines ersten Endstücks 44b der elektrischen Leitungseinheit 38b elektrisch leitend mit einem ersten Anschlusselement 72b einer Auswerteschaltung 40b verbunden. Die elektrische Leitungseinheit 38b ist an einem zweiten elektrischen Kontaktelement 50b eines zweiten Endstücks 46b der elektrischen Leitungseinheit 38b elektrisch leitend mit einem zweiten Anschlusselement 74b der Auswerteschaltung 40b verbunden. Die elektrische Leitungseinheit 38b ist innerhalb eines Dotierungsbereichs 70b angeordnet. Der Dotierungsbereich 70b ist innerhalb einer mechanischen Struktur 42b einer MEMS-Struktur 24b angeordnet. 6 shows a fracture detection device according to the invention 10b in a schematic sectional view. For the sake of clarity, an electrical line unit 38b represented as a linear element. On a representation of a first electrical interface 52b and a second electrical interface 54b was waived. The electrical line unit 38b is on a first electrical contact element 48b a first tail 44b the electrical line unit 38b electrically conductive with a first connection element 72b an evaluation circuit 40b connected. The electrical line unit 38b is on a second electrical contact element 50b a second tail 46b the electrical line unit 38b electrically conductive with a second connection element 74b the evaluation circuit 40b connected. The electrical line unit 38b is within a doping region 70b arranged. The doping region 70b is within a mechanical structure 42b a MEMS structure 24b arranged.

Das erste Anschlusselement 72b ist über einen Kontaktpunkt 110b elektrisch leitend direkt mit dem Dotierungsbereich 70b verbunden. In dem ersten Anschlusselement 72b fließt neben einem elektrischen Messstrom 78b ein elektrischer Photostrom 112b. Der elektrische Photostrom 112b wird über den Kontaktpunkt 110b in den Dotierungsbereich 70b geleitet. In dem Dotierungsbereich 70b fließt der elektrische Photostrom 112b zumindest im Wesentlichen parallel zu dem elektrischen Messstrom 78b und fließt nach und nach in ein Material einer mechanischen Struktur 42b der MEMS-Struktur 24b ab. In der elektrischen Leitungseinheit 38b fließt lediglich der elektrische Messstrom 78b. Trotz des elektrischen Photostroms 112b kann ein Bruch der elektrischen Leitungseinheit 38b in Folge eines Bruchs der MEMS-Struktur 24b detektiert werden.The first connection element 72b is over a contact point 110b electrically conductive directly with the doping region 70b connected. In the first connection element 72b flows next to an electrical measuring current 78b an electrical photocurrent 112b , The electric photocurrent 112b gets over the contact point 110b in the doping region 70b directed. In the doping region 70b the electric photocurrent flows 112b at least substantially parallel to the electrical measuring current 78b and gradually flows into a material of a mechanical structure 42b the MEMS structure 24b from. In the electrical line unit 38b only the electrical measuring current flows 78b , Despite the electric photocurrent 112b can cause a break in the electrical line unit 38b as a result of a break in the MEMS structure 24b be detected.

7 zeigt ein elektrisches Schaltbild der Auswerteschaltung 40b. Die elektrische Leitungseinheit 38b ist über das erste elektrische Kontaktelement 48b mit dem ersten elektrischen Anschlusselement 72b verbunden und über das zweite elektrische Kontaktelement 50b mit dem zweiten elektrischen Anschlusselement 74b verbunden. Eine elektrische Spannung an dem ersten elektrischen Kontaktelement 48b ist mittels einer Gleichspannungsquelle 114b eingestellt. Eine elektrische Spannung an dem zweiten elektrischen Kontaktelement 50b ist mittels eines weiteren Operationsverstärkers 116b eingestellt. 7 shows an electrical circuit diagram of the evaluation circuit 40b , The electrical line unit 38b is over the first electrical contact element 48b with the first electrical connection element 72b connected and via the second electrical contact element 50b with the second electrical connection element 74b connected. An electrical voltage on the first electrical contact element 48b is by means of a DC voltage source 114b set. An electrical voltage on the second electrical contact element 50b is by means of another operational amplifier 116b set.

Die Auswerteschaltung 40b vergleicht den elektrischen Messstrom 78b durch die elektrische Leitungseinheit 38b mit einem elektrischen Schwellenstrom 118b. Der elektrische Schwellenstrom 118b wird mittels einer ersten Stromquelle 120b erzeugt. Als Ergebnis eines Vergleichs wird ein elektrisches Signal entsprechend eines Vorliegens eines Bruchs der MEMS-Struktur 24b oder ein elektrisches Signal entsprechend eines Nichtvorhandenseins eines Bruchs der MEMS-Struktur 24b ausgegeben.The evaluation circuit 40b compares the electrical measuring current 78b through the electrical line unit 38b with a threshold electrical current 118b , The electrical threshold current 118b is by means of a first power source 120b generated. As a result of comparison, an electric signal corresponding to a presence of a break of the MEMS structure 24b or an electrical signal corresponding to an absence of a break in the MEMS structure 24b output.

Weiterhin vergleicht die Auswerteschaltung 40b den elektrischen Messstrom 78b durch die elektrische Leitungseinheit 38b mit einer Summe aus dem elektrischen Schwellenstrom 118b und einem elektrischen Klammerstrom 122b. Der elektrische Klammerstrom 122b wird mittels einer zweiten Stromquelle 124b erzeugt. Als Ergebnis eines Vergleichs wird ein elektrisches Signal entsprechend eines Vorliegens eines elektrischen Kurzschlusses oder ein elektrisches Signal entsprechend eines Nichtvorhandenseins eines elektrischen Kurzschlusses ausgegeben.Furthermore, the evaluation circuit compares 40b the electrical measuring current 78b through the electrical line unit 38b with a sum of the threshold electrical current 118b and an electrical clip stream 122b , The electric clip current 122b is by means of a second power source 124b generated. As a result of a comparison, an electric signal corresponding to an electric short circuit or an electric signal corresponding to an absence of an electric short circuit is output.

Im Folgenden wird ein Verfahren zu einer Detektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur 24a, 24b mittels der Bruchdetektionsvorrichtung 10a, 10b beschrieben. In zumindest einem Verfahrensschritt wird an die elektrische Leitungseinheit 38a, 38b der Bruchdetektionsvorrichtung 10a, 10b eine konstante elektrische Spannung angelegt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt wird bei einem Bruch der MEMS-Struktur 24a, 24b eine Änderung des durch die elektrische Leitungseinheit 38a, 38b fließenden elektrischen Stroms mittels der Auswerteschaltung 40a, 40b detektiert. Bei einer Beschädigung der elektrischen Leitungseinheit 38a, 38b in Folge eines Bruchs der MEMS-Struktur 24a, 24b ändert sich der elektrische Widerstand der elektrischen Leitungseinheit 38a, 38b. Da an die elektrische Leitungseinheit 38a, 38b eine konstante elektrische Spannung angelegt wird, ändert sich der die elektrische Leitungseinheit 38a, 38b durchfließende elektrische Strom. Die Änderung des elektrischen Stroms wird mittels der Auswerteschaltung 40a, 40b detektiert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt wird der elektrische Strom mittels eines Strommesswiderstands 86a, 88a erfasst.The following is a method of detecting a break in the MEMS structure 24a . 24b by means of the fracture detection device 10a . 10b described. In at least one method step is sent to the electrical line unit 38a . 38b the fracture detection device 10a . 10b a constant voltage is applied. In at least one further method step, a break in the MEMS structure 24a . 24b a change of the through the electrical line unit 38a . 38b flowing electrical current by means of the evaluation circuit 40a . 40b detected. In case of damage to the electrical cable unit 38a . 38b as a result of a break in the MEMS structure 24a . 24b changes the electrical resistance of the electrical line unit 38a . 38b , As to the electrical line unit 38a . 38b a constant electric voltage is applied, the electrical line unit changes 38a . 38b flowing electric current. The change of the electric current is by means of the evaluation circuit 40a . 40b detected. In at least one further method step, the electric current is generated by means of a current measuring resistor 86a . 88a detected.

Hinsichtlich weiterer Verfahrensschritte des Verfahrens zur Detektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur 24a, 24b mittels der Bruchdetektionsvorrichtung 10a, 10b darf auf die vorhergehende Beschreibung der Bruchdetektionsvorrichtung 10a, 10b verwiesen werden, da diese Beschreibung analog auch auf das Verfahren zu lesen ist und somit alle Merkmale hinsichtlich der Bruchdetektionsvorrichtung 10a, 10b auch in Bezug auf das Verfahren zur Detektion eines Bruchs in der MEMS-Struktur 24a, 24b mittels der Bruchdetektionsvorrichtung 10a, 10b als offenbart gelten.Regarding further method steps of the method for detecting a break in the MEMS structure 24a . 24b by means of the fracture detection device 10a . 10b may refer to the previous description of the fracture detection device 10a . 10b be referenced since this description is analogous to the method to read and thus all the features in terms of the fracture detection device 10a . 10b also with respect to the method for detecting a break in the MEMS structure 24a . 24b by means of the fracture detection device 10a . 10b to be considered revealed.

Claims

Fracture detection device for detecting a fracture in at least one MEMS structure (24a, 24b), which has at least one mechanical structure (42a, 42b), with at least one electrical line unit (38a, 38b), characterized in that the at least one electrical line unit 38b) is arranged along the at least one mechanical structure (42a, 42b) of the at least one MEMS structure (24a, 24b) and that the at least one electrical line unit (38a, 38b) has exactly two end pieces (44a, 46a, 44b , 46b) each having a single electrical contact element (48a, 50a, 48b, 50b).

Fracture detection device after Claim 1 , characterized in that the at least one electrical line unit (38a) has at least two line unit sections (60a, 62a), which are mutually formed cross-link free.

Fracture detection device after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one electrical line unit (38a, 38b) is formed at least partially by a doping of at least one material of the at least one MEMS structure (24a, 24b).

Fracture detection device after Claim 3 , characterized in that the at least one electrical line unit (38a, 38b) is at least partially salicided.

Fracture detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrical line unit (38a; 38b) is embedded at least partially within at least one doping region (70a; 70b) within the at least one material of the at least one MEMS structure (24a; 24b) ,

Fracture detection device according to one of the preceding claims, characterized by at least one evaluation circuit (40a; 40b) which is set up to break the at least one MEMS structure (24a) based on a change in an electrical current flowing through the at least one electrical line unit (38a; 38b) 24b).

Fracture detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one evaluation circuit (40a) is designed as a differential circuit.

Fracture detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one evaluation circuit (40a, 40b) is adapted to detect at least one electrical short circuit.

A method of detecting a fracture in at least one MEMS structure (24a; 24b) having at least one mechanical structure (42a; 42b) by means of a fracture detection device (10a; 10b) according to any one of the preceding claims, wherein the fracture detection device (10a; 10b) comprises at least one electrical line unit (38a, 38b), characterized in that a constant electrical voltage is applied to the at least one electrical line unit (38a; 38b) of the breakage detection device (10a; 10b).

Method according to Claim 9 , characterized in that at a fraction of the at least one MEMS structure (24a, 24b), a change of an electrical current flowing through the at least one electrical line unit (38a, 38b) is detected by means of at least one evaluation circuit (40a, 40b).

Method according to Claim 10 , characterized in that the electrical current is detected by means of at least one current measuring resistor (86a, 86b).

Laser projection device having at least one breakage detection device (10a, 10b) according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that at least one MEMS structure (24a) is formed as a part of a mirror element (20a, 22a).

Laser projector with at least one laser projection device (14a) according to Claim 12 ,