定的点处止挡到衬底上并且应防止摆杆装置100在侧面（"平面内"）的过负荷 加速时到达或者超过临界偏移。
[0042] 图2以原理性横截面视图示出根据本发明的摆杆装置100的第一实施方式。可以 看到，每一个摆杆臂20、21的位于外部的区域分别与位于扭转轴线10处的内部区域相比提 高地或者限定地增高地构造。因此，摆杆臂20、21在垂直的工作方向上具有更大的几何运 动间隙并且因此能够以有利增大的止挡加速度止挡到设置在其下方的电极40上。因此结 果是，通过摆杆臂20、21的部分增高有利地提供增大的止挡加速度并且因此为微机械Z传 感器提供有利的使用特性。
[0043] 优选地，电极50的下侧也与摆杆臂20、21的下沉区域的皿结构匹配。
[0044]图3以俯视图示出根据本发明的摆杆装置100的一种实施方式与传统的摆杆装置 100的俯视图的比较。为了清楚，分别仅仅示出了两个摆杆臂21，其中在左侧示出摆杆臂21 的根据本发明的构造，而在右侧示出摆杆臂21的传统的构造。可以看到，与传统的摆杆装 置100相比，根据本发明的摆杆装置100在z方向上具有更大的运动自由度B，这对于微机 械Z传感器装置而言引起增大的止挡加速度。
[0045] 图4示出摆杆装置100的另一种实施方式的横截面视图。可以看到在摆杆臂20、 21的下侧上在第一止挡元件30和扭转轴线10之间设置有附加的止挡元件31，所述附加的 止挡元件在重的碰撞时应保护摆杆臂20、21的增高的区域和摆杆臂20、21的下沉的皿结构 之间的机械敏感过渡区域。
[0046] 为此目的，附加的凸块状的止挡元件31与摆杆臂20、21的增高优选基本上相同高 度地构造。凸块状的止挡元件30、31的高度为约20ym。附加的止挡元件31能够以任意数 量分布在摆杆臂20、21的下面上，使得尽可能考虑止挡要求或者碰撞要求。因此结果是，通 过附加的止挡元件31有利地支持整个摆杆装置100的增大的碰撞强度。在图4中，尽管所 述附加的止挡元件31设置在止挡元件30附近，但止挡元件30和31相互之间明显间隔开 地设置优选可以是有利的。
[0047] 图5加框表示地示出摆杆装置100的传感区域或者电极区域SB，在其中检测电极 40、50的电容变化并且在其中实施摆杆臂20、21的穿孔的随后描述的有利构型。
[0048] 图6a以俯视图示出摆杆臂20、21的改进的垂直穿孔的第一形状。可以看到，穿孔 80的传统的带角的结构（左侧示图）基本上由具有倒圆的角的开口（右侧示图）替代。通 过这种方式能够实现，机械负荷更好地传递到摆杆臂20、21的材料上。在图6b中，在右侧 的示图中示出了穿孔80的另一种变形方案，可以看到，在这种情形中由小的、缝隙状的穿 孔80替代长方形的穿孔80,其中在这种情形中角也倒圆地构造。
[0049] 其结果是，借助穿孔80的所述的特定构型实现物理缺口效应（Kerb-effekt)的影 响的减弱。优选地，改进的穿孔80可以完全或部分地设置在摆杆装置100的以下区域中： 在所述区域中摆杆装置100更强地负荷。所述的穿孔80的有利的尺寸在约0. 5ym乘约 4ym的数量级上变化。
[0050] 有利地，借助图6a和6b的改进的垂直穿孔80的结构实现摆杆臂20、21内的改善 的力分布。可以相对简单地借助摆杆臂20、21的增大的构型应对（begegnen)摆杆臂20、21 的与其关联的增大的刚性。可以不仅分离地而且在摆杆臂20、21中混合地构造图6a和图 6b的改进的穿孔80的结构。
[0051] 图7示出用于摆杆装置100的机械止挡能量的改善的接收的另一措施。为此，设 有窄缝形式的多个减负荷元件60,它们穿过摆杆装置100的全部层构造并且用于使摆杆装 置100整体上更有弹性。
[0052] 此外，减负荷元件60附加地用于降低摆杆装置100的刚性，以便因此能够实现变 形能量的接收。缝隙应如此影响摆杆装置1〇〇的变形，使得摆杆装置1〇〇在可能的碰撞的 区域中尽可能均匀地负荷。通过这种方式，借助缝隙60在摆杆装置100内的特定的实施方 式或布置能够实现更好地吸收碰撞能量，因为通过这种方式摆杆装置1〇〇的各个区域相互 之间机械地脱耦合并且由此摆杆装置100内的机械应力有利地减小。
[0053] 图8示出摆杆装置100中的这种缝隙60的多种布置，其中可看到缝隙60的形状 可以非常灵活地构型。例如可以设置，缝隙交错走向地构造和/或从摆杆装置100的边缘 区域开设到摆杆装置100中地构造。在图8中，也仅仅定性地示出多个穿孔80。
[0054] 在此应指出，止挡元件30和31、穿孔80和减负荷元件60的数量或者布置是可任 意变化的，从而可以借助仿真过程使所述的元件的所期望的效果尽可能与摆杆装置100匹 配。优选地，所述的元件30、31、80、60的数量或者定位与摆杆装置100的几何形状或者设计 匹配。因此，所述的元件在附图中的所有数量、尺寸和布置仅仅视为示例性和定性地显示。
[0055] 图9仅仅定性地示出具有根据本发明的摆杆装置100的一种实施方式的微机械Z 传感器200的框图。
[0056] 图10示出根据本发明的方法的一种实施方式的原理性流程图。
[0057] 在第一步骤S1中，提供两个非对称的、皿状构造的摆杆臂20、21。
[0058] 在第二步骤S2中，如此实施每个摆杆臂20、21的各一个区域的构造，使得所述区 域具有至少一个第一止挡元件30并且相对于摆杆装置100的传感区域SB限定地增高地构 造。
[0059] 综上所述，借助本发明提供用于微机械Z传感器的摆杆装置，所述摆杆装置能够 实现增大的止挡加速度并且因此能够实现Z传感器的改善的功能。借助所述摆杆臂的外部 区域的增高的设置可以通过简单的方式实现所述目标。
[0060] 尽管根据【具体实施方式】描述了本发明，但其绝不局限于此。本领域技术人员识别 到，在不偏离本发明核心的情况下，能够实现以上没有描述的或者仅仅部分描述的各种修 改。有利地，尤其也能够实现将根据本发明的原理应用到其他的传感器技术上，例如应用到 压阻微机械加速度传感器上。
【主权项】
1. 一种用于微机械Z传感器（200)的摆杆装置（100)，所述摆杆装置： 具有两个能够围绕扭转轴线（10)支承的、皿状构造的摆杆臂（20,21)，其中，所述摆杆 装置（100)相对于所述扭转轴线（10)非对称地构造； 对于每个摆杆臂（20,21)具有一个止挡区域，所述止挡区域具有至少一个第一止挡元 件（30)，其中，在每一个摆杆臂（20,21)上所述止挡区域相对于所述摆杆装置（100)的传感 区域（SB)限定地增高地构造。
2. 根据权利要求1所述的摆杆装置（100)，其特征在于，所述摆杆装置（100)在所述止 挡区域中的增高的程度基本上相应于所述第一止挡元件（30)的高度。
3. 根据权利要求1或2所述的摆杆装置（100)，其特征在于，在所述摆杆装置（100)的 下侧上对于每个摆杆臂（20, 21)在所述第一止挡元件（30)和所述扭转轴线（10)之间附加 地设置有至少一个第二止挡元件（31)。
4. 根据以上权利要求中任一项所述的摆杆装置（100)，其特征在于，所述摆杆装置 (100)的穿孔构造为具有倒圆的角的开口（80)。
5. 根据权利要求4所述的摆杆装置（100)，其特征在于，所述开口（80)缝隙状地构造。
6. 根据以上权利要求中任一项所述的摆杆装置（100)，其特征在于，所述摆杆装置 (I00)还具有至少一个减负荷元件（ 60)，所述至少一个减负荷元件以穿透所述摆杆装置 (100)的全部层的缝隙的形式构造。
7. 根据权利要求6所述的摆杆装置（100)，其特征在于，所述减负荷元件（60)在所述 摆杆装置（100)的止挡装置（70)的区域中和/或从所述摆杆装置（100)的边缘区域开设 到所述摆杆装置（100)中地构造。
8. -种微机械Z传感器（200)，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的摆杆装置 (100)〇
9. 一种用于制造微机械Z传感器（200)的摆杆装置（100)的方法，所述方法具有以下 步骤： 提供两个非对称的皿状构造的摆杆臂（20, 21); 对于每个摆杆臂（20, 21)如此构造各一个区域，使得所述区域具有至少一个第一止挡 元件（30)并且相对于所述摆杆装置（100)的传感区域（SB)限定地增高地构造。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，对于每个摆杆臂（20,21)在止挡装置（70)的区 域中构造至少一个减负荷元件（60)，其中，所述减负荷元件（60)构造为穿透所述摆杆装置 (100)的所有功能层（EP，FP)的缝隙。
【专利摘要】一种用于微机械Z传感器(200)的摆杆装置(100)，所述摆杆装置：具有两个能够围绕扭转轴线(10)支承的、皿状构造的摆杆臂(20，21)，其中，所述摆杆装置(100)相对于所述扭转轴线(10)非对称地构造；对于每个摆杆臂(20，21)具有一个止挡区域，所述止挡区域具有至少一个第一止挡元件(30)，其中，在每一个摆杆臂(20，21)上所述止挡区域相对于所述摆杆装置(100)的传感区域(SB)限定地增高地构造。
【IPC分类】B81B7-02, B81B3-00, G01P15-08
【公开号】CN104849493
【申请号】CN201510224116
【发明人】A·朔伊尔勒, G-N-C·乌尔希里, M·海茨, A·奥尔托
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月15日
【公告号】DE102014202816A1, US20150233966