[发明专利]具有可变弹性常数的弹性组件的微机械设备

权利要求书

1.一种微机械设备，包括：

半导体本体；

第一移动结构，具有第一质量，被配置为在属于平面的方向上相对于所述半导体本体振荡；

弹性组件，具有弹性常数，被机械地耦合到所述第一移动结构和所述半导体本体，并且被配置为在所述方向上延伸和收缩；以及

至少一个抵接元件，其中

所述弹性组件被配置为根据在所述方向上被施加到所述第一移动结构的力使能所述第一移动结构的所述振荡，以及

其中所述第一移动结构、所述抵接元件和所述弹性组件以如下方式相对于彼此被布置：

当施加到所述第一移动结构的所述力小于抵接力阈值时，则所述第一移动结构不与所述抵接元件接触，并且所述弹性组件以第一弹性常数操作；以及

当施加到所述第一移动结构的所述力大于所述抵接力阈值时，则所述第一移动结构与所述抵接元件接触，并且在所施加的力的作用下，所述弹性组件的形变被生成，使得所述弹性组件以不同于所述第一弹性常数的第二弹性常数操作。

2.根据权利要求1所述的微机械设备，还包括第二移动结构，并且其中所述弹性组件包括具有大于所述第一弹性常数的第三弹性常数的第一弹簧和第二弹簧，所述第一移动结构经由所述第一弹簧被机械地耦合到所述半导体本体，并且所述第二移动结构经由所述第二弹簧被机械地耦合到所述半导体本体。

3.根据权利要求2所述的微机械设备，其中对于小于所述抵接力阈值的施加的力，所述弹性组件的所述形变是在所述第二弹簧的形变不存在的情况下的所述第一弹簧的形变，并且对于大于所述抵接力阈值的施加的力，所述弹性组件的所述形变是所述第一弹簧和所述第二弹簧两者的形变。

4.根据权利要求2所述的微机械设备，其中对于小于所述抵接力阈值的施加的力，所述弹性组件以所述第一弹簧的所述第一弹性常数操作，并且对于大于所述抵接力阈值的施加的力，所述弹性组件以第二弹性常数操作，所述第二弹性常数是所述第一弹性常数和所述第三弹性常数的总和。

5.根据权利要求2所述的微机械设备，其中所述第二移动结构包括具有至少部分地界定所述抵接元件的侧壁的凹口，并且所述第一移动结构包括至少一个突起，所述至少一个突起在所述凹口中延伸，以当所施加的力等于或大于所述抵接力阈值时，所述至少一个突起与所述凹口的所述侧壁配合接触。

6.根据权利要求2所述的微机械设备，其中所述第二移动结构具有大于所述第一质量的第二质量，以及

其中对于小于所述抵接力阈值的施加的力，所述微机械设备的谐振脉动是所述第一弹性常数和所述第一质量的函数，并且对于大于所述抵接力阈值的施加的力，所述微机械设备的所述谐振脉动是所述第一弹性常数、所述第三弹性常数、所述第一质量以及所述第二质量的函数。

7.根据权利要求2所述的微机械设备，其中所述第二移动结构具有所述第一移动结构延伸通过的通孔，并且其中所述抵接元件被集成在所述第二移动结构中，并且所述抵接元件包括所述第二移动结构中的凹口、容纳在所述凹口中的突起，以用于对于小于所述抵接力阈值的施加的力，使能所述突起平行于所述方向的平移，并且用于对于大于所述抵接力阈值的施加的力，阻止所述平移。

8.根据权利要求1所述的微机械设备，其中所述第一移动结构包括具有侧壁的凹口，并且

其中所述弹性组件包括在第一端部与第二端部之间延伸的至少一个弹簧，所述第一端部被耦合到所述第一移动结构，所述第二端部被耦合到衬底，并且所述弹性组件包括相对于所述弹簧固定的突起，

所述弹簧包括所述第一端部与所述突起之间的第一匝数以及所述第二端部与所述突起之间的第二匝数，

当在所述振荡期间所施加的力等于或大于所述抵接力阈值时，所述突起在所述凹口中延伸，以与所述凹口的所述侧壁配合接触，使得对于小于所述抵接力阈值的施加的力，所述弹簧以所述第一弹性常数操作，所述第一弹性常数是所述第一匝数和所述第二匝数的总和的函数，并且对于大于所述抵接力阈值的施加的力，所述弹簧以所述第二弹性常数操作，所述第二弹性常数是所述第二匝数的函数。