[发明专利]半挠性敏感质量块

说明书

本发明涉及一种微机电装置，其包括半挠性敏感质量块，该半挠性敏感质量块包括至少一个一级部分、至少一个二级部分和将半挠性敏感质量块的所述至少一个一级部分和所述至少一个一级部分悬挂的至少一个刚性弹簧。当该装置处于其正常操作范围时，刚性弹簧大致使所述至少一个一级部分和所述至少一个二级部分作为单个刚性实体移动。该装置还包括构造成使所述至少一个一级部分停止的至少一个第一止动器结构。半挠性敏感质量块构造成在该装置受到以超出该装置的正常操作范围的力碰撞该装置的冲击时通过所述至少一个刚性弹簧的偏转而变形。在该冲击引起半挠性敏感质量块至少在沿着运动轴线的一个方向上的运动的同时，所述至少一个刚性弹簧还构造成产生回复力，该回复力使半挠性敏感质量块的所述至少一个二级部分被驱动成在与由冲击引起的沿着运动轴线的运动相反的方向上进行回复运动，其中，所述至少一个二级部分在回复运动中的动量进一步使所述至少一个一级部分与第一止动器结构脱离。

技术领域

本发明涉及如独立权利要求1的前序部分中所限定的微机械装置。

背景技术

微机电系统或MEMS可以定义为其中至少一些元件具有机械功能的微型化的机械和机电系统。由于MEMS装置是利用与用来形成集成电路的工具相同或相似的工具来形成的，因此微机器和微电子器件甚至能够被制造在同一硅片上。MEMS结构可以被用来快速且准确地检测物理特性的非常小的变化。

由于MEMS结构的尺寸非常小，其与相似的宏观结构相比具有不同且独特的失效机理。

MEMS装置的一种已知的失效机理是粘连，指的是结构部件彼此之间的粘附或者结构部件与基底、制成该结构的材料的粘附。例如，可以通过使用防粘连涂层来防止粘连，或者可以通过在碰撞表面处形成诸如例如凸块之类的表面结构以减小接触表面面积来防止粘连。

另一种已知的失效机理是断裂，比如由于碰撞导致的MEMS结构的开裂或破裂。单次强烈碰撞可能导致MEMS结构的开裂或破裂，或者多次反复碰撞可能导致MEMS结构的疲劳而最终导致结构的断裂。

US2012/0280591提出了一种MEMS装置，该MEMS装置具有可动元件、具有二级质量块的二级结构以及弹簧，该弹簧与二级质量块和可动元件相互连接。当该装置受到机械冲击时，二级结构使二级质量块碰撞可动元件，使得可动元件在碰撞之后卡住的情况下可能会发生脱离。与现有技术US2012/0280591有关的问题是：尽管二级结构使得能够缓解粘连问题，但是可动质量块可能会由于由冲击导致的碰撞而损坏。

US201426013提出了一种弹性凸块，该弹性凸块用于减小在遇到冲击时引起的对MEMS移动结构的碰撞力，从而减小结构断裂的风险。二级非挠性止动块被实现在敏感质量块中。

所需要的是一种用于MEMS装置的改进结构，该改进结构既可以减小结构破裂的风险又具有用以防止可动敏感质量块粘连的机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置和方法以克服现有技术的缺点。本发明的目的通过根据权利要求1的特征部分所述的装置来实现。

本发明的优选实施方式在从属权利要求中公开。

术语“装置的平面”指的是由MEMS装置的可动部分在其没有通过任何外力而激励或偏转时形成的平面。线性运动轴线可以位于装置的所述平面内，或者线性运动轴线可以是与装置的平面基本上正交的轴线。