DE102007033001A1 - Micromechanical component and method for operating a micromechanical component - Google Patents

Micromechanical component and method for operating a micromechanical component Download PDF

Info

Publication number
DE102007033001A1
DE102007033001A1 DE200710033001 DE102007033001A DE102007033001A1 DE 102007033001 A1 DE102007033001 A1 DE 102007033001A1 DE 200710033001 DE200710033001 DE 200710033001 DE 102007033001 A DE102007033001 A DE 102007033001A DE 102007033001 A1 DE102007033001 A1 DE 102007033001A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrodes
electrode
seismic mass
overlap
micromechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710033001
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Classen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200710033001 priority Critical patent/DE102007033001A1/en
Priority to PCT/EP2008/057553 priority patent/WO2009010355A2/en
Publication of DE102007033001A1 publication Critical patent/DE102007033001A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0064—Constitution or structural means for improving or controlling the physical properties of a device
    • B81B3/0086—Electrical characteristics, e.g. reducing driving voltage, improving resistance to peak voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/033—Comb drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0136—Comb structures

Abstract

Es werden ein mikromechanisches Bauelement und ein Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Bauelements vorgeschlagen, wobei das mikromechanische Bauelement eine Feststruktur und eine seismische Masse aufweist, wobei die Feststruktur erste Elektroden und die seismische Masse zweite Elektroden aufweist und wobei die seismische Masse gegenüber der Feststruktur in einer zur direkten Verbindungslinie der seismischen Masse mit der Feststruktur parallelen Hauptbewegungsrichtung in einer Haupterstreckungsebene der Feststruktur beweglich ist und wobei ferner in einer Ruhelage der seismischen Masse die ersten Elektroden und die zweiten Elektroden derart voneinander beabstandet sind, dass keine Überlappung der ersten Elektroden relativ zu den zweiten Elektroden in einer zur Hauptbewegungsrichtung senkrechten ersten Richtung in der Haupterstreckungsebene vorgesehen ist und lediglich in einem Auslenkungszustand eine derartige Überlappung entsteht.It be a micromechanical device and a method of operation proposed a micromechanical device, wherein the micromechanical Component has a solid structure and a seismic mass, wherein the solid structure comprises first electrodes and the seismic mass second electrodes and wherein the seismic mass opposite the solid structure in a direct line connecting the seismic Mass with the solid structure parallel main direction of motion in a main extension plane of the fixed structure is movable and further wherein in a rest position of the seismic mass, the first Electrodes and the second electrodes are spaced apart from each other are that no overlap of the first electrodes relative to the second electrodes in a direction perpendicular to the main direction of movement first direction is provided in the main extension plane and only in a deflection state such an overlap arises.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem mikromechanischen Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention is based on a micromechanical component after Preamble of claim 1.

Solche mikromechanischen Bauelemente sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift US 5 025 346 ein mikromechanisches Bauelement bekannt, welches ein Trägersubstrat und eine seismische Masse aufweist, wobei das Trägersubstrat ersten Elektroden und die seismische Masse zweiten Elektroden umfasst und wobei die seismische Masse in einer Hauptbewegungsrichtung gegenüber dem Trägersubstrat beweglich ist. Die ersten Elektroden als auch die zweiten Elektroden überlappen sich in einer zur Hauptbewegungsrichtung senkrechten Richtung in einer Haupterstreckungsebene des Trägersubstrats. Der Minimalabstand zwischen den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden wird durch den Herstellungsprozess limitiert.Such micromechanical components are well known. For example, from the document US 5 025 346 a micromechanical device is known which has a carrier substrate and a seismic mass, wherein the carrier substrate comprises first electrodes and the seismic mass comprises second electrodes and wherein the seismic mass is movable in a main movement direction relative to the carrier substrate. The first electrodes as well as the second electrodes overlap in a direction perpendicular to the main movement direction in a main extension plane of the support substrate. The minimum distance between the first electrodes and the second electrodes is limited by the manufacturing process.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement und das Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Bauelements gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die elektrostatische Kraftwirkung zwischen den zweiten Elektroden und den ersten Elektroden erheblich gesteigert wird, während gleichzeitig die benötigte Grundfläche des mikromechanischen Bauelements reduziert wird. Die elektrostatische Kraftwirkung zwischen den ersten Elektroden und den mit diesen überlappenden zweiten Elektroden ist abhängig vom reziproken Abstand der Elektroden zueinander und steigt daher mit abnehmendem Elektrodenabstand. Eine Verringerung des Elektrodenabstands unter die fertigungsbedingte Untergrenze für Strukturabstände im Herstellungsprozess des mikromechanischen Bauelements hinaus, wird durch eine erfindungsgemäße Anordnung von ersten Elektroden und zweiten Elektroden dadurch erzielt, dass die Elektroden im Herstellungsprozess und daher auch in der Ruhelage der zweiten Elektroden bzw. der seismischen Masse keinerlei Überlappung in der ersten Richtung aufweisen. Eine Überlappung ist lediglich im Auslenkungszustand der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse vorgesehen, so dass der Abstand zwischen den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden unabhängig vom Herstellungsprozess ist. Die Reduzierung des Elektrodenabstands bewirkt im Vergleich zum Stand der Technik eine deutlich höhere elektrostatische Kraftwirkung zwischen den Elektroden. Die herstellungsbedingte Untergrenze für Strukturabstände beeinflusst in der erfindungsgemäßen Anordnung lediglich den jeweiligen Abstand der ersten Elektroden bzw. den jeweiligen Abstand der zweiten Elektroden untereinander, nicht jedoch den Abstand zwischen den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden. Ferner ermöglicht der geringere Elektrodenabstand eine höhere Elektrodendichte, so dass die benötigte Grundfläche des mikromechanischen Bauelements reduziert wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden eine seismische Masse und die zweiten Elektrode und/oder die ersten Elektroden eine Feststruktur umfassen. Im Folgenden wird daher beispielhaft die erste Elektrode als Teil der Feststruktur und die zweite Elektrode als Teil der seismischen Masse betrachtet.The Micromechanical component according to the invention and the method for operating a micromechanical device according to the sibling claims against the state the technique has the advantage that the electrostatic force effect considerably between the second electrodes and the first electrodes is increased while the required Base surface of the micromechanical device reduced becomes. The electrostatic force effect between the first electrodes and with these overlapping second electrodes depending on the reciprocal distance between the electrodes and therefore increases with decreasing electrode spacing. A reduction in the Electrode distance below the production-related lower limit for Structure distances in the manufacturing process of the micromechanical Component addition, is by an inventive Arrangement of first electrodes and second electrodes achieved thereby that the electrodes in the manufacturing process and therefore in the Resting position of the second electrode or the seismic mass no overlap in the first direction. An overlap is only in the deflection state of the second electrodes and / or provided the seismic mass, so that the distance between the first electrodes and the second electrodes independently from the manufacturing process. The reduction of the electrode distance causes in comparison to the prior art, a much higher electrostatic force between the electrodes. The production-related Lower limit for structure distances influenced in the inventive arrangement only the respective distance of the first electrode or the respective distance the second electrodes with each other, but not the distance between the first electrodes and the second electrodes. Furthermore allows the smaller electrode spacing has a higher electrode density, so that the required footprint of the micromechanical Component is reduced. In particular, it is provided that the first electrodes and / or the second electrodes a seismic Ground and the second electrode and / or the first electrode a Solid structure include. The following is therefore the first example Electrode as part of the solid structure and the second electrode as Considered part of the seismic mass.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Feststruktur weitere erste Elektroden und die seismische Masse weitere zweite Elektroden auf, wobei in der Ruhelage eine Überlappung der weiteren ersten Elektroden mit den weiteren zweiten Elektroden in der ersten Richtung vorgesehen ist. Die überlappenden weiteren Elektroden bewirken in der Ruhelage eine größere und effizientere elektrostatische Kraftwirkung untereinander, als die in der Ruhelage nicht-überlappenden ersten und zweiten Elektroden. Eine Auslenkung der zweiten Elektroden und/oder der seismische Masse aus der Ruhelage durch die weiteren Elektroden erzeugt eine Überlappung der ersten und zweiten Elektroden. In der Auslenkungslage ist die Kraftwirkung der weiteren Elektroden zur Bewegung der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse vernachlässigbar, da in diesem Fall die Kraftwirkung zwischen den ersten und zweiten Elektroden aufgrund des geringeren Elektrodenabstands wesentlich größer ist.According to one preferred development, the solid structure further first electrodes and the seismic mass further second electrodes, wherein in the rest position, an overlap of the other first electrodes provided with the other second electrodes in the first direction is. The overlapping further electrodes cause in the rest position a larger and more efficient electrostatic Force effect with each other, as the non-overlapping in the rest position first and second electrodes. A deflection of the second electrodes and / or the seismic mass from the rest position through the other electrodes creates an overlap of the first and second electrodes. In the deflection position is the force effect of the other electrodes for moving the second electrodes and / or the seismic mass negligible, since in this case the force effect between the first and second electrodes due to the smaller electrode spacing is much larger.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das mikromechanische Bauelement einen ersten Anschlag und die zweiten Elektroden und/oder die seismische Masse einen zweiten Anschlag auf, wobei in der Ruhelage keine Überlappung des ersten und des zweiten Anschlags in der ersten Richtung vorgesehen ist. Erst in der Auslenkungslage erfolgt zumindest teilweise eine derartige Überlappung. Analog zu den zweiten und ersten Elektroden werden kleinere Anschlagsabstände als die herstellungsbedingten Minimalabstände dadurch erreicht, dass in der Ruhelage die Anschläge in der ersten Richtung nicht überlappen. Vorteilhaft ermöglichen die erfindungsgemäßen Anschläge in der Auslenkungslage daher eine nahezu beliebig justierbare Auslenkungsbegrenzung der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse bezüglich einer weiteren Auslenkung parallel zur ersten Richtung.According to one Another preferred development has the micromechanical component a first stop and the second electrodes and / or the seismic Mass on a second stop, wherein in the rest position no overlap of provided first and second stop in the first direction is. Only in the deflection position takes place at least partially such overlap. Analogous to the second and first Electrodes will have smaller contact distances than the production-related Minimum distances achieved by being in the rest position the stops do not overlap in the first direction. Advantageously, the inventive allow Attacks in the deflection position therefore a nearly arbitrary adjustable deflection limit of the second electrodes and / or the seismic mass with respect to a further deflection parallel to the first direction.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist in der Auslenkungslage der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag parallel zur ersten Richtung geringer, als der Abstand einer jeden ersten Elektrode zur nächsten zweiten Elektrode in dieser Richtung. Vorteilhaft wird daher ein mechanischer Kontakt einer zweiten Elektrode mit einer ersten Elektrode im Auslenkungszustand trotz des geringen Elektrodenabstands durch die Anschläge verhindert, so dass ein elektrischer Kurzschluss zwischen den Elektroden, eine Beschädigung der Elektroden und/oder ein Aneinanderhaften der Elektroden verhindert wird.According to a further preferred development, in the deflection position the distance between the first and the second stop parallel to the first direction is less than the distance of one each first electrode to the next second electrode in this direction. Advantageously, therefore, a mechanical contact of a second electrode with a first electrode in the deflection state is prevented despite the small electrode spacing by the stops, so that an electrical short circuit between the electrodes, damage to the electrodes and / or adherence of the electrodes is prevented.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung liegt der erste und/oder der zweite Anschlag auf dem elektrischen Potential der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse. Vorteilhaft wird so eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den Anschlägen verhindert, so dass ein mechanischer Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag keinen elektrischen Kurzschluss bewirkt.According to one Another preferred development is the first and / or the second stop on the electrical potential of the second electrodes and / or the seismic mass. Advantageously, an electric Potential difference between the stops prevents allowing a mechanical contact between the first and the second stop does not cause an electrical short circuit.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Bauelements, wobei zwischen den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden wirkende elektrostatische Kräfte mittels einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen den ersten Elektroden und/oder der Feststruktur bzw. einem Teil der Feststruktur und der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse bzw. einem Teil der seismische Masse erzeugt werden. Vorteilhaft liegen daher jeweils die zweiten Elektroden und die ersten Elektroden auf einem unterschiedlichen elektrischen Potential, so dass an den zweiten und ersten Elektroden eine elektrostatische Kraft wirkt und folglich eine maximale Kraftwirkung zur Bewegung der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse in der Hauptbewegungsrichtung erzielt wird.One Another object of the present invention is a method for operating a micromechanical device, wherein between electrostatic acting on the first electrodes and the second electrodes Forces by means of an electrical potential difference between the first electrode and / or the fixed structure or a part the solid structure and the second electrode and / or the seismic Mass or a part of the seismic mass are generated. Advantageous Therefore, in each case the second electrodes and the first electrodes at a different electrical potential, so that to the second and first electrodes an electrostatic force acts and thus a maximum force to move the second Electrodes and / or the seismic mass in the main direction of movement is achieved.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung bewirken die elektrostatischen Kräfte eine Auslenkung der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse aus der Ruhelage derart, dass in der Auslenkungslage eine Überlappung der ersten Elektroden mit den zweiten Elektroden in der ersten Richtung erzeugt wird. Die Überlappung lediglich im Auslenkungszustand führt zu einer erheblichen Steigerung der elektrostatischen Kraftwirkung, da dieses Verfahren im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich geringere Elektrodenabstände parallel zur ersten Richtung ermöglicht. Insbesondere werden von herstellungsbedingten Untergrenzen unabhängige Elektrodenabstände realisierbar.According to one preferred development cause the electrostatic forces a deflection of the second electrodes and / or the seismic mass from the rest position such that in the deflection position an overlap of the first electrodes with the second electrodes in the first direction is produced. The overlap only in the deflection state leads to a significant increase in the electrostatic Force effect, as this method compared to the prior art much smaller electrode distances parallel to the first direction allows. In particular, production-related Lower limits independent electrode distances feasible.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden zur Auslenkung der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse aus der Ruhelage elektrostatische Kräfte zwischen einer weiteren ersten Elektrode und einer weiteren zweiten Elektrode erzeugt. Das Verfahren ermöglicht eine im Vergleich zum Stand der Technik erheblich effizientere Bewegungsanregung der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse, da je nach relativer Lage der zweiten Elektroden und/oder der seismischen Masse gegenüber dem Trägersubstrat die effizientere Bewegungsanregung erfolgt. In der Ruhelage wird eine elektrostatische Kraftwirkung durch die überlappenden weiteren Elektroden und in der Auslenkungslage durch die zweiten und ersten Elektroden, welche insbesondere einen geringeren Elektrodenabstand als die weiteren Elektroden aufweisen, bewirkt.According to one Another preferred development are for the deflection of the second Electrodes and / or the seismic mass from the rest position electrostatic Forces between another first electrode and a generates another second electrode. The procedure allows a much more efficient motion excitation compared to the prior art the second electrodes and / or the seismic mass, as the case may be relative position of the second electrodes and / or the seismic mass towards the carrier substrate the more efficient Motion stimulation takes place. In the rest position becomes an electrostatic Power effect through the overlapping further electrodes and in the deflection position by the second and first electrodes, which in particular has a smaller electrode spacing than the others Have electrodes causes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenIt demonstrate

1 eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei eine seismische Masse des mikromechanischen Bauelements in einer Ruhelage dargestellt ist, 1 a schematic plan view of a device according to the invention according to a first embodiment, wherein a seismic mass of the micromechanical device is shown in a rest position,

2 eine weitere schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Bauelements gemäß der ersten Ausführungsform, wobei die seismische Masse in einer Auslenkungslage dargestellt ist, 2 FIG. 2 shows a further schematic plan view of a component according to the invention according to the first embodiment, wherein the seismic mass is shown in a deflection position, FIG.

3 eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Bauelements gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei die seismische Masse in der Ruhelage dargestellt ist, 3 a schematic plan view of a device according to the invention according to a second embodiment, wherein the seismic mass is shown in the rest position,

4 eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Bauelements gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei die seismische Masse in der Ruhelage dargestellt ist und 4 a schematic plan view of a device according to the invention according to a third embodiment, wherein the seismic mass is shown in the rest position and

5 eine weitere schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Bauelements gemäß der dritten Ausführungsform, wobei die seismische Masse in der Auslenkungslage dargestellt ist. 5 a further schematic plan view of a device according to the invention according to the third embodiment, wherein the seismic mass is shown in the deflection position.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

Die Bezugszeichen in den Figuren, welche die verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäße mikromechanischen Bauelements illustrieren, bezeichnen jeweils gleiche Elemente des erfindungsgemäßen Bauelements und werden zum Teil daher nur in jeder Beschreibung der jeweiligen Ausführungsform erneut benannt.The Reference signs in the figures, which illustrate the various embodiments of the micromechanical device according to the invention illustrate, respectively denote the same elements of the invention Part and therefore only part of each description Renamed the respective embodiment again.

In 1 ist eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Bauelements 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform dargestellt, wobei das mikromechanische Bauelement 1 eine Feststruktur 2 und eine seismische Masse 3 aufweist, wobei die Feststruktur 2 erste Elektroden 4 und die seismische Masse 3 zweite Elektroden 5 aufweist und wobei die seismische Masse 3 gegenüber der Feststruktur 2 in einer zur direkten Verbindungslinie der seismischen Masse 3 mit der Feststruktur 2 parallelen Hauptbewegungsrichtung 8 in einer Haupterstreckungsebene 7 der Feststruktur 2 beweglich ist. Die seismischen Masse 3 ist gegenüber der Feststruktur 2 in einer Ruhelage 14 dargestellt, wobei die ersten Elektroden 4 und die zweiten Elektroden 5 parallel zur Hauptbewegungsrichtung 8 derart voneinander beabstandet 6'' sind, dass die ersten Elektroden 4 relativ zu den zweiten Elektroden 5 in einer zur Hauptbewegungsrichtung 8 senkrechten ersten Richtung 6 parallel zur Haupterstreckungsebene 7 überlappungsfrei vorgesehen sind. Insbesondere sind die ersten und zweiten Elektroden 4, 5 und/oder die seismische Masse 3 so ausgelegt, dass eine Anregung von Schwingungen der seismischen Masse 3 mit einer Schwingamplitude größer als der Abstand 6'' parallel zur Hauptbewegungsrichtung 8 zwischen einer zweiten Elektrode 5 und einer ersten Elektrode 4 aus der Ruhelage 14 ermöglicht wird. Bevorzugt weist das mikromechanische Bauelement 1 einen mittels der zweiten und ersten Elektroden 4, 5 realisierten mikromechanischen Kammantrieb auf.In 1 is a schematic plan view of a device according to the invention 1 according to a first exemplary embodiment, wherein the micromechanical device 1 a festival structure 2 and a seismic mass 3 having, the solid structure 2 first electrodes 4 and the seismic mass 3 second electrodes 5 and wherein the seismic mass 3 opposite the festival structure 2 in one to the direct line connecting the seismic mass 3 with the solid structure 2 parallel main direction of movement 8th in a main extension plane 7 the festival structure 2 is mobile. The seismic mass 3 is opposite the festival structure 2 in a quiet location 14 shown, wherein the first electrodes 4 and the second electrodes 5 parallel to the main movement direction 8th so spaced apart 6 '' are that the first electrodes 4 relative to the second electrodes 5 in one to the main movement direction 8th vertical first direction 6 parallel to the main extension plane 7 are provided without overlap. In particular, the first and second electrodes 4 . 5 and / or the seismic mass 3 designed so that excitation of vibrations of the seismic mass 3 with a vibration amplitude greater than the distance 6 '' parallel to the main movement direction 8th between a second electrode 5 and a first electrode 4 from the rest position 14 is possible. The micromechanical component preferably has 1 one by means of the second and first electrodes 4 . 5 realized micromechanical comb drive.

In 2 ist eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelements 1 gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt, wobei sich die seismische Masse 3 jedoch nicht in der Ruhelage 14 gemäß der Darstellung in 1, sondern in einer Auslenkungslage 15 befindet. Daher weisen die zweiten Elektroden 5 eine Überlappung 6' mit den ersten Elektroden 4 entlang der ersten Richtung 6 auf. Das Anlegen zweier geeigneter elektrischer Potentiale an die seismische Masse 3 und an die Feststruktur 2 induziert eine elektrostatische Kraft zwischen den Elektroden 4, 5, so dass die zweiten Elektroden 4 und die ersten Elektroden 5 sich gegenseitig anziehen. Insbesondere bewirkt dies eine resultierende Kraftwirkung zwischen der seismischen Masse 3 und der Feststruktur 2 parallel zur Hauptbewegungsrichtung 8.In 2 is a schematic plan view of a micromechanical device according to the invention 1 according to the first embodiment, wherein the seismic mass 3 but not in the rest position 14 as shown in 1 but in a deflection position 15 located. Therefore, the second electrodes 5 an overlap 6 ' with the first electrodes 4 along the first direction 6 on. The application of two suitable electrical potentials to the seismic mass 3 and to the festival structure 2 induces an electrostatic force between the electrodes 4 . 5 so that the second electrodes 4 and the first electrodes 5 attract each other. In particular, this causes a resultant force action between the seismic mass 3 and the festival structure 2 parallel to the main movement direction 8th ,

In 3 ist eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelements 1 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Abbildung und die Bezugszeichen entsprechen im wesentlichen derjenigen des mikromechanischen Bauelements 1 der ersten Ausführungsform illustriert in der 1, wobei jedoch die Feststruktur 2 weitere erste Elektroden 4' und die seismische Masse 3 weitere zweite Elektroden 5' aufweisen und wobei in der abgebildeten Ruhelage 14 die weiteren ersten Elektroden 4' mit den weiteren zweiten Elektroden 5' eine Überlappung 16 in der ersten Richtung 6 aufweisen. Insbesondere sind die weiteren Elektroden 4', 5' derart ausgelegt, dass eine Auslenkung der seismische Masse 3 mit einer Überlappung 6' der zweiten Elektroden 5 mit den ersten Elektroden 4 in der ersten Richtung 6 durch elektrostatische Kräfte zwischen den weiteren zweiten Elektroden 5' und den mit diesen überlappenden 16 weiteren ersten Elektroden 4' in der Ruhestellung 14 ermöglicht wird.In 3 is a schematic plan view of a micromechanical device according to the invention 1 illustrated in accordance with a second exemplary embodiment. The figure and the reference numerals essentially correspond to those of the micromechanical component 1 the first embodiment illustrated in the 1 However, the solid structure 2 further first electrodes 4 ' and the seismic mass 3 further second electrodes 5 ' and wherein in the illustrated rest position 14 the other first electrodes 4 ' with the other second electrodes 5 ' an overlap 16 in the first direction 6 exhibit. In particular, the other electrodes 4 ' . 5 ' designed such that a deflection of the seismic mass 3 with an overlap 6 ' the second electrodes 5 with the first electrodes 4 in the first direction 6 by electrostatic forces between the other second electrodes 5 ' and overlapping with them 16 further first electrodes 4 ' at rest 14 is possible.

In 4 ist eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelements 1 gemäß einer beispielhaften dritten Ausführungsform schematisch dargestellt, wobei das illustrierte mikromechanische Bauelement 1 im Wesentlichen dem mikromechanischen Bauelement 1 der ersten Ausführungsform gemäß 1 entspricht. Zusätzlich weist das mikromechanische Bauelement 1 gemäß der dritten Ausführungsform einen ersten Anschlag 10 und die seismische Masse 3 einen zweiten Anschlag 11 auf, wobei der erste und der zweite Anschlag 10, 11 in der abgebildeten Ruhelage 14 derart voneinander beabstandet sind, dass der erste Anschlag 10 keine Überlappung mit dem zweiten Anschlag 11 in der ersten Richtung 6 aufweist.In 4 is a schematic plan view of a micromechanical device according to the invention 1 according to an exemplary third embodiment, wherein the illustrated micromechanical device 1 essentially the micromechanical component 1 according to the first embodiment 1 equivalent. In addition, the micromechanical component has 1 according to the third embodiment, a first stop 10 and the seismic mass 3 a second stop 11 on, with the first and the second stop 10 . 11 in the pictured rest position 14 are spaced apart such that the first stop 10 no overlap with the second stop 11 in the first direction 6 having.

In 5 ist ebenfalls eine schematische Aufsicht des erfindungsgemäßen Bauelements der dritten Ausführungsform abgebildet, wobei sich gegenüber der Darstellung in 4 die seismische Masse 3 jedoch nicht in der Ruhelage 14, sondern in der Auslenkungslage 15 befindet, so dass das mikromechanische Bauelement 1 eine Überlappung des ersten Anschlags 10 mit dem zweiten Anschlag 11 in der ersten Richtung 6 aufweist. Insbesondere ist der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag 10, 11 parallel zur ersten Richtung 6 geringer, als der Abstand zwischen einer jeden zweiten Elektrode 5 zur nächstgelegenen erste Elektrode 4.In 5 is also a schematic plan view of the device according to the invention of the third embodiment shown, with respect to the representation in 4 the seismic mass 3 but not in the rest position 14 but in the deflection position 15 is located, so that the micromechanical device 1 an overlap of the first stop 10 with the second stop 11 in the first direction 6 having. In particular, the distance between the first and the second stop 10 . 11 parallel to the first direction 6 less than the distance between every other electrode 5 to the nearest first electrode 4 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 5025346 [0002] - US 5025346 [0002]

Claims (10)

Mikromechanisches Bauelement mit einer ersten Elektrode (4) und einer zweiten Elektrode (5), wobei die zweite Elektrode (4) gegenüber der ersten Elektrode (5) in einer Hauptbewegungsrichtung (8) beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ruhelage (14) der zweiten Elektrode (4) die erste Elektrode (4) von der zweiten Elektrode (5) derart beabstandet (6'') vorgesehen ist, dass die erste Elektrode (4) relativ zu der zweiten Elektrode in einer zur Hauptbewegungsrichtung (8) senkrechten ersten Richtung (6) überlappungsfrei ist.Micromechanical component with a first electrode ( 4 ) and a second electrode ( 5 ), the second electrode ( 4 ) opposite the first electrode ( 5 ) in a main direction of movement ( 8th ) is movable, characterized in that in a rest position ( 14 ) of the second electrode ( 4 ) the first electrode ( 4 ) from the second electrode ( 5 ) are spaced ( 6 '' ) is provided that the first electrode ( 4 ) relative to the second electrode in a direction of travel ( 8th ) vertical first direction ( 6 ) is free of overlap. Mikromechanisches Bauelement (1), insbesondere ein Kammantrieb, wobei das mikromechanische Bauelement (1) eine Feststruktur (2) und eine seismische Masse (3) aufweist, wobei die Feststruktur (2) erste Elektroden (4) und die seismische Masse (3) zweite Elektroden (5) aufweist und wobei die seismische Masse (3) gegenüber der Feststruktur (2) in einer zur direkten Verbindungslinie der seismischen Masse (3) mit der Feststruktur (2) parallelen Hauptbewegungsrichtung (8) in einer Haupterstreckungsebene (7) der Feststruktur (2) beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ruhelage (14) der seismischen Masse (3) die ersten Elektroden (4) und die zweiten Elektroden (5) derart voneinander beabstandet (6'') vorgesehen sind, dass die ersten Elektroden (4) relativ zu den zweiten Elektroden (5) in einer zur Hauptbewegungsrichtung (8) senkrechten ersten Richtung (6) in der Haupterstreckungsebene (7) überlappungsfrei sind.Micromechanical device ( 1 ), in particular a comb drive, wherein the micromechanical component ( 1 ) a solid structure ( 2 ) and a seismic mass ( 3 ), the solid structure ( 2 ) first electrodes ( 4 ) and the seismic mass ( 3 ) second electrodes ( 5 ) and wherein the seismic mass ( 3 ) compared to the solid structure ( 2 ) in one to the direct line connecting the seismic mass ( 3 ) with the solid structure ( 2 ) parallel main movement direction ( 8th ) in a main extension plane ( 7 ) of the solid structure ( 2 ) is movable, characterized in that in a rest position ( 14 ) of the seismic mass ( 3 ) the first electrodes ( 4 ) and the second electrodes ( 5 ) are so spaced apart ( 6 '' ) are provided, that the first electrodes ( 4 ) relative to the second electrodes ( 5 ) in a direction to the main movement ( 8th ) vertical first direction ( 6 ) in the main extension plane ( 7 ) are overlapping free. Mikromechanisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Auslenkungslage (15) der zweiten Elektroden (4) und/oder der seismischen Masse (3) eine Überlappung (6') der ersten Elektroden (4) und der zweiten Elektroden (5) in der ersten Richtung (6) vorgesehen ist.Micromechanical device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in a deflection position ( 15 ) of the second electrodes ( 4 ) and / or the seismic mass ( 3 ) an overlap ( 6 ' ) of the first electrodes ( 4 ) and the second electrodes ( 5 ) in the first direction ( 6 ) is provided. Mikromechanisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mikromechanische Bauelement (1) weitere erste Elektroden (4') und weitere zweite Elektroden (5') aufweist, wobei in der Ruhelage (14) eine Überlappung (16) der weiteren ersten Elektroden (4') mit den weiteren zweiten Elektroden (5') in der ersten Richtung (6) vorgesehen ist.Micromechanical device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical component ( 1 ) further first electrodes ( 4 ' ) and further second electrodes ( 5 ' ), wherein in the rest position ( 14 ) an overlap ( 16 ) of the further first electrodes ( 4 ' ) with the further second electrodes ( 5 ' ) in the first direction ( 6 ) is provided. Mikromechanisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mikromechanische Bauelement (1) einen ersten Anschlag (10) und die zweiten Elektroden (4) und/oder die seismische Masse einen zweiten Anschlag (11) aufweist, wobei in der Ruhelage (14) der erste und der zweite Anschlag (10, 11) derart voneinander beabstandet sind, dass keine Überlappung in der ersten Richtung (6) vorgesehen ist und wobei in der Auslenkungslage (15) eine Überlappung des ersten und des zweiten Anschlags (10, 11) in der ersten Richtung (6) vorgesehen ist.Micromechanical device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical component ( 1 ) a first stop ( 10 ) and the second electrodes ( 4 ) and / or the seismic mass a second stop ( 11 ), wherein in the rest position ( 14 ) the first and the second stop ( 10 . 11 ) are spaced apart from each other such that no overlap in the first direction ( 6 ) is provided and wherein in the deflection position ( 15 ) an overlap of the first and the second stop ( 10 . 11 ) in the first direction ( 6 ) is provided. Mikromechanisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslenkungszustand (15) der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag (10, 11) parallel zur ersten Richtung (6) geringer ist, als der Abstand einer jeden ersten Elektrode (4) zur nächsten zweiten Elektrode (5) parallel zur ersten Richtung (1).Micromechanical device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the deflection state ( 15 ) the distance between the first and the second stop ( 10 . 11 ) parallel to the first direction ( 6 ) is less than the distance of each first electrode ( 4 ) to the next second electrode ( 5 ) parallel to the first direction ( 1 ). Mikromechanisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Anschlag (10, 11) auf dem elektrischen Potential der seismischen Masse (3) liegt.Micromechanical device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second stop ( 10 . 11 ) on the electrical potential of the seismic mass ( 3 ) lies. Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Bauelements (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten Elektroden (4) und den zweiten Elektroden (5) wirkende elektrostatische Kräfte mittels einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode (4) und/oder der Feststruktur (2) und der zweiten Elektrode (5) und/oder der seismischen Masse (3) erzeugt werden.Method for operating a micromechanical component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the first electrodes ( 4 ) and the second electrodes ( 5 ) acting electrostatic forces by means of an electric potential difference between the first electrode ( 4 ) and / or the fixed structure ( 2 ) and the second electrode ( 5 ) and / or the seismic mass ( 3 ) be generated. Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Bauelements nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrostatischen Kräfte eine Auslenkung der zweiten Elektroden (4) und/oder der seismischen Masse (3) aus der Ruhelage (14) derart bewirken, dass in der Auslenkungslage (15) eine Überlappung (6') der ersten Elektroden (4) mit den zweiten Elektroden (5) in der ersten Richtung (6) erzeugt wird.Method for operating a micromechanical component according to claim 8, characterized in that the electrostatic forces cause a deflection of the second electrodes ( 4 ) and / or the seismic mass ( 3 ) from the rest position ( 14 ) in such a way that in the deflection position ( 15 ) an overlap ( 6 ' ) of the first electrodes ( 4 ) with the second electrodes ( 5 ) in the first direction ( 6 ) is produced. Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Bauelements nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auslenkung der zweiten Elektroden (5) und/oder der seismischen Masse (3) aus der Ruhelage (14) elektrostatische Kräfte zwischen einer weiteren ersten Elektrode (4') und einer weiteren zweiten Elektrode (5') erzeugt werden.Method for operating a micromechanical component according to claim 8 or 9, characterized in that for the deflection of the second electrodes ( 5 ) and / or the seismic mass ( 3 ) from the rest position ( 14 ) electrostatic forces between a further first electrode ( 4 ' ) and another second electrode ( 5 ' ) be generated.
DE200710033001 2007-07-16 2007-07-16 Micromechanical component and method for operating a micromechanical component Withdrawn DE102007033001A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710033001 DE102007033001A1 (en) 2007-07-16 2007-07-16 Micromechanical component and method for operating a micromechanical component
PCT/EP2008/057553 WO2009010355A2 (en) 2007-07-16 2008-06-16 Micromechanical component and method for operating a micromechanical component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710033001 DE102007033001A1 (en) 2007-07-16 2007-07-16 Micromechanical component and method for operating a micromechanical component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007033001A1 true DE102007033001A1 (en) 2009-01-22

Family

ID=40148856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710033001 Withdrawn DE102007033001A1 (en) 2007-07-16 2007-07-16 Micromechanical component and method for operating a micromechanical component

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007033001A1 (en)
WO (1) WO2009010355A2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110079863A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-07 Johannes Classen Micromechanical structure, method for manufacturing a micromechanical structure, and use of a micromechanical structure
CN103140736A (en) * 2011-08-26 2013-06-05 丰田自动车株式会社 Displacement monitoring electrode structure
US8493078B2 (en) * 2009-10-14 2013-07-23 Robert Bosch Gmbh Sensor for capacitive detection of a mechanical deflection
EP2743639A1 (en) * 2011-08-09 2014-06-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure of displacement monitoring electrode

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025346A (en) 1989-02-17 1991-06-18 Regents Of The University Of California Laterally driven resonant microstructures

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914553A (en) * 1997-06-16 1999-06-22 Cornell Research Foundation, Inc. Multistable tunable micromechanical resonators
US7453617B2 (en) * 2004-08-18 2008-11-18 Lg Electronics Inc. Scanning device and fabrication method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025346A (en) 1989-02-17 1991-06-18 Regents Of The University Of California Laterally driven resonant microstructures

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110079863A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-07 Johannes Classen Micromechanical structure, method for manufacturing a micromechanical structure, and use of a micromechanical structure
US8530982B2 (en) * 2009-10-07 2013-09-10 Robert Bosch Gmbh Micromechanical structure, method for manufacturing a micromechanical structure, and use of a micromechanical structure
US8493078B2 (en) * 2009-10-14 2013-07-23 Robert Bosch Gmbh Sensor for capacitive detection of a mechanical deflection
EP2743639A1 (en) * 2011-08-09 2014-06-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure of displacement monitoring electrode
EP2743639A4 (en) * 2011-08-09 2014-06-18 Toyota Motor Co Ltd Structure of displacement monitoring electrode
US9239222B2 (en) 2011-08-09 2016-01-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Displacement amount monitoring electrode structure
CN103140736A (en) * 2011-08-26 2013-06-05 丰田自动车株式会社 Displacement monitoring electrode structure
EP2749841A1 (en) * 2011-08-26 2014-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Displacement monitoring electrode structure
EP2749841A4 (en) * 2011-08-26 2014-12-31 Toyota Motor Co Ltd Displacement monitoring electrode structure
US8991252B2 (en) 2011-08-26 2015-03-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Displacement amount monitoring electrode arrangement
CN103140736B (en) * 2011-08-26 2016-05-11 丰田自动车株式会社 The structure of displacement monitoring electrode

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009010355A2 (en) 2009-01-22
WO2009010355A3 (en) 2009-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007033001A1 (en) Micromechanical component and method for operating a micromechanical component
WO2012146498A1 (en) Brush assembly in a commutating device
DE102011103817B4 (en) Active vibration absorber
DE102016200243A1 (en) Contact connector, terminal contact and method of making a contact connector
DE102015003473A1 (en) HORNING DEVICE FOR A STEERING WHEEL, STEERING WHEEL WITH SUCH A HORSE EQUIPMENT AND METHOD OF MANUFACTURING
DE102007058110A1 (en) Switch i.e. manually actuatable switch, for motor vehicle, has trigger for deflecting switching surface upon actuation of switching element, and springy arm for producing resetting force after deflection to bring surface to initial position
DE102019201889A1 (en) MEMS and method of making the same
DE102015011828A1 (en) Befestigungsvorrtchtung, gas bag module or steering wheel with such Befestigungsvorrchtung and mounting method
DE102005059179A1 (en) DC motor with anti-interference device
DE102013215143B4 (en) Clamping contact for electrical contacting of electrical components
DE202011005290U1 (en) Power electronic switching system
DE102017215276B4 (en) Multi-directional translation and tilt platform using flexure actuators as the active entity
DE102020216347B4 (en) Drive arrangement for a scissor lift with a mechanical preload
DE102019113296A1 (en) Two-axis positioning device
DE202019005222U1 (en) Contacting device
EP3745562B1 (en) Coil former with integrated contacting device
DE102017009066A1 (en) ELECTRICAL CONTACT DEVICE
DE102021204653A1 (en) In-plane MEMS varactor
DE102019217460A1 (en) Electrical contacting element, method for producing the electrical contacting element, method for pressing a pin of the electrical contacting element into a hole in a printed circuit board and motor vehicle
DE202016106632U1 (en) electric motor
DE102022119245A1 (en) Piezoelectric running and resonance drive
DE102007033002A1 (en) Micromechanical component and method for operating a micromechanical component
DE19960949B4 (en) Micromotor for generating a step-by-step movement of microcomponents
DE102016010451A1 (en) Contactor for a battery of a motor vehicle with spring device for supporting a contact device and battery
DE102020209544A1 (en) Electrical connector, circuit assembly and method of forming a circuit assembly

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee