[发明专利]微机械z加速度传感器

说明书

一种微机械z加速度传感器(100)，所述微机械z加速度传感器具有：具有扭转弹簧(20)的振动质量元件(10)；其中，所述扭转弹簧(20)具有锚固元件(21)，所述扭转弹簧(20)借助所述锚固元件(21)连接到衬底上；其中，所述扭转弹簧(20)在两端处借助在所述振动质量元件(10)的平面内垂直于所述扭转弹簧(20)构造的梁状连接元件(30)与所述振动质量元件(10)连接。

技术领域

本发明涉及一种微机械z加速度传感器。此外，本发明涉及一种用于制造微机械z加速度传感器的方法。

背景技术

US 2008/0087085 A1公开了一种具有自由落体自测试适用性的MEMS传感器，其中，为传感器的自测试执行器设置能在三个相互正交的方向上伸缩的弹簧。

US 2010/0107763 A1公开了一种具有在相互正交的方向上解耦合的感测能力的传感器。为此目的，设置具有弹簧元件的锚固系统(Ankersystem)，该弹簧元件允许质量在x和y方向上偏转。

US 2012/0186346 A1公开了一种具有折叠式扭转弹簧的MEMS传感器。

US 2014/0331770 A1公开了一种构造用于MEMS机械结构和NEMS机械结构的旋转点的机械连接。

US 2013/0192362 A1公开了一种耐振动的加速度传感器结构。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种改善的微机械z加速度传感器。

根据第一方面，所述任务借助一种微机械z加速度传感器来解决，所述微机械z加速度传感器具有：

-具有扭转弹簧的振动(seismisch)质量元件；其中，

-扭转弹簧具有锚固元件，扭转弹簧借助该锚固元件连接到衬底上；其中，

-扭转弹簧在两端处借助在振动质量元件的平面内法向(normal)于扭转弹簧构造的梁状连接元件与振动质量元件连接。

由此，有利地实现，在高负载情况下，至少一部分机械变形能量由连接元件吸收。有利的是，由此，在微机械z加速度传感器的运行时间内可以实现扭转弹簧的更少的断裂。有利地，借助扭转弹簧到振动质量的特定连接不对xy平面内的z加速度传感器的运动特征产生不利影响。

根据第二方面，所述任务借助一种用于制造微机械z加速度传感器的方法来实现，所述方法具有以下步骤：

-构造具有扭转弹簧的振动质量元件；

-借助锚固元件将扭转弹簧固定(verankern)在衬底上；其中，

-扭转弹簧在两端处借助各一个连接元件与振动质量元件连接，其中，将连接元件在振动质量元件的平面内梁状地法向于扭转弹簧构造。

提出微机械z加速度传感器的优选实施方式。

微机械z加速度传感器的有利的扩展方案的特征在于，扭转弹簧比连接元件受限定地(definiert)更软并且连接元件比振动质量元件受限定地更软。以这种方式，将有利的刚度关系提供给微机械z加速度传感器的各个元件，所述有利的刚度关系在高机械负载下实现有利的运行特性。

微机械z加速度传感器的另一种有利的扩展方案设置：连接元件的宽度是约2μm至约5μm。以这种方式实现，将连接元件构造成比扭转弹簧受限定地更刚。

微机械z加速度传感器的另一种有利的构造设置：连接元件的长度为约100μm至约200μm。以这种方式也实现，将连接元件构造得比扭转弹簧受限定地更刚。