[发明专利]具有止挡元件的微机械系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机械系统。本发明尤其涉及一种用于微机械系统的能运动的功能元件的止挡元件。

背景技术

微机械系统包括基底和功能元件，该功能元件相对于基底能运动地支承。微机械系统的部件(也称为MEMS，微电子机械系统或微机电一体化系统)通常具有在1至100μm范围之间的尺寸，并且微机械系统在一个维度上具有约20μm至1mm的尺寸。用于微机械系统的典型应用领域包括加速度传感器、转动速率传感器、压力传感器、声音传感器、仪器的微机械仿造，例如泵或齿轮结构等。通过进一步缩小能够由微机械系统产生纳米技术系统，在这里示出的上下文涉及该系统。

在微机械系统功能结构的表面相互碰触时，该微机械系统能够灵敏地作出反应。尤其，功能结构在此能够与其它元件粘接，使得该系统的功能能力可能受限。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供一种具有改进的弹性止挡元件的微机械系统，以便更好地防止功能元件与止挡元件粘接。该任务通过本发明的主题来解决。在下文中给出优选的实施方式。

微机械系统包括基底、相对于基底能运动地受支承的功能元件和弹性止挡。止挡元件具有安装在基底上的第一端部和第二端部，该第二端部设立成用于在该功能元件以预确定的量值从静止位置中偏转出来时与功能元件嵌接。在此，止挡元件沿第一方向和第二方向弹性地构造，该第一方向与功能元件的优选方向重合，该第二方向与第一方向垂直地延伸。

借助本发明能够避免功能元件附着在其它元件上并且避免完全或部分地失去其运动能力。本发明能够被用于有效地防止功能元件附着在基底区段上、在与基底刚性连接的垂直取向的元件上或在一个能运动的其它功能元件上。也能够阻止两个能偏转出来的膜片的附着。

为了避免粘接已知的是，对表面进行涂覆(“anti-stiction-coating”:防静摩擦涂层)。然而，这种涂层的防附着作用和表面湿润是受限的或者可能被在制造微机械系统时的其它过程干扰。替代地提出，如此刚性地设计这些元件，使得在统计学上强烈降低关键面的碰触概率。然而，这可能降低微机械系统的灵敏性。也提出，在关键的止挡点上沿利用方向装入弹动的止挡。在相应表面相互碰到时，止挡引发附加的复位力，该复位力能够帮助粘接的表面在相互碰到后重新松开。然而，由此可能减小功能元件的自由行程。此外，在一些微机械系统上可能出现功能元件的二维运动，使得弹动的止挡不仅以碰撞或压力被加载而且在切向上以摩擦力被加载。在此尤其可能出现一些情况，在这些情况中沿功能元件的优选方向不引起或仅引起小的力，尽管如此却发生垂直于该优选方向延伸的摩擦。在此，对应的表面的粘接概率可能强烈地提高。

根据本发明能够克服这些缺点，其方式是：通过止挡元件的二维功能能力可靠地防止功能元件附着在其它元件上。在此，本发明能够使用在微机械系统上并且在进一步缩小的情况下也能够使用在纳米技术的系统上，因为在继续小型化的情况下系统的表面与体积的比例增大，使得表面效应的控制变得越来越重要。

常常不能够在所有情况下将功能元件相对于微机械系统的能运动性限制到优选方向上。功能元件在由第一和第二方向展开的平面中的二维运动能够被二维的弹性止挡元件更好地接收。为了该运动，两个任意空间方向能相组合。由此能够使功能元件相对于止挡元件侧向运动、即划过或打滑的概率较小。能够以改进的方式防止功能元件与弹性止挡元件的粘接。微机械系统由于粘接而出现的功能损害能够更好地被避免。在两个方向上有弹性的功能元件能够借助用于微机械系统的已知制造技术来制造。

在一个特别优选的实施方式中，止挡元件的第二端部和功能元件的为了嵌接而设立的区段这样实施，使得能够在两个方向上实现力锁合的嵌接。为此，在第一变型方案中止挡元件的第二端部凹形地实施，并且功能元件的为了嵌接而设立的区段伸长地实施。在另一变型方案中，止挡元件的第二端部伸长地实施，并且功能元件的为了嵌接而设立的区段凹形地实施。

伸长的元件或者说伸长的区段尤其能够棍形地构造。伸长的元件能够允许功能元件沿两个方向自由运动，直至该功能元件与凹形的元件嵌接。能够沿两个方向嵌接到凹形元件中。凹形的区段尤其能够呈C形或U形地构造在这两个方向的平面中。

在另一优选实施方式中，伸长的元件具有凸形的端部区段。功能元件在不与止挡元件嵌接情况下能从静止位置中走过的行程能够被更好地确定。尤其优选的是，凸形元件的半径小于凹形元件的半径。由此能够更好地接收功能元件沿仅一个方向的运动。在凹形元件和凸形元件之间的嵌接区域能够缩小，使得能够减小元件粘接的危险。