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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem mikromechanischen Beschleunigungssensor mit einem Substrat, das eine Bezugselektrode aufweist, und einer in eine Richtung senkrecht zum Substrat auslenkbaren seismischen Masse, wobei ein flexibler Anschlag zur Bewegungsbegrenzung der seismischen Masse vorgesehen ist.
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Moderne Sensoren zur Messung von physikalischer Beschleunigung weisen üblicherweise eine mikromechanische Struktur aus Silizium, die auch Sensorkern genannt wird, und eine Auswerteelektronik auf. Sensorkerne, die es ermöglichen, eine Beschleunigung in einer Richtung orthogonal zu einer Hauptebene des Sensorkerns zu messen, werden als Z-Sensoren bezeichnet. Derartige Sensoren werden im Kraftfahrzeugbereich beispielsweise in ESP-Systemen oder auch im Bereich der Mobiltelefonie benutzt. Das genannte Sensorprinzip ist u.a. in der
EP 0 244 581 , die einen mikromechanischen Sensor zur selbsttätigen Auslösung von Insassenschutzvorrichtungen beschreibt, und in der
EP 0 773 443 B1 , die einen mikromechanischen Beschleunigungssensor zeigt, offenbart.
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Typischerweise enthält ein mikromechanischer Beschleunigungssensor eine gegenüber einem Substrat in Z-Richtung auslenkbare seismische Masse, wobei die seismische Masse über ein Federelement mit dem Substrat verbunden ist. Dabei wird die maximale Auslenkung der seismischen Masse durch eine Anschlagseinrichtung auf dem Substrat begrenzt. Im Falle eines Anschlags der seismischen Masse auf starre Strukturen des Sensors können hohe Kraftspitzen auftreten, die von der mikromechanischen Struktur verarbeitet werden müssen. Dies kann unter Umständen zu einer mechanischen Beschädigung der Struktur führen.
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Weiterhin können aufgrund der sehr kleinen Abmessungen und Abstände der mikromechanischen Strukturen bei Kontakt die zwischenatomaren Anziehungskräfte gegenüber der Rückstellkraft des Federelements derart an Bedeutung gewinnen, dass die Struktur im Anschlagszustand haften bleibt. Um diese nachteiligen Effekte zu minimieren, wurde versucht, den Anschlag über eine relativ nachgiebige, federnde Anbindung als flexiblen Anschlag zu bauen.
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Ein solch flexibler Anschlag in Z-Richtung ist bereits Gegenstand der
EP2168809A1 und der
DE 10 2008 043 753 A1 . Nachteilig an diesen Konzepten ist, dass die dort vorgeschlagenen Strukturen einen relativ hohen Platzbedarf haben, da die Anschlagsfedern in der dicken Funktionsschicht des Mikro-Elektro-Mechanischen-Systems (MEMS), die Dicken größer als 10µm, typischerweise 15µm bis 20 µm, aufweist, realisiert sind. Die dadurch bedingte hohe Steifigkeit muss durch eine entsprechend große Länge der Anschlagsfedern kompensiert werden. Dies wiederum kostet wertvollen Platz im Sensorkern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, einen verbesserten Beschleunigungssensor bereitzustellen, bei dem die flexiblen Anschläge eine kompakte Bauweise aufweisen, so dass die Größe des Sensorkerns gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch den mikromechanischen Beschleunigungssensor gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der mikromechanische Beschleunigungssensor eine seismischen Masse und ein Substrat, das eine Bezugselektrode aufweist, wobei die seismische Masse in eine Richtung senkrecht zur Bezugselektrode auslenkbar ist und die seismische Masse in Auslenkrichtung einen flexiblen Anschlag aufweist, wobei der flexible Anschlag der seismischen Masse eine elastische Schicht umfasst.
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Das Herstellen des flexiblen Anschlags durch eine elastische Schicht ist dabei nicht durch die Steifigkeit einer dicken MEMS Funktionsschicht, aus dem die seismische Masse aufgebaut ist, limitiert. Dies hat den Vorteil, dass der flexible Anschlag kompakt aufgebaut werden kann. Dies wiederum spart wertvollen Platz im Sensorkern und führt insgesamt zu einem kompakteren Aufbau des Beschleunigungssensors.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die seismische Masse und der flexible Anschlag in ihrem vertikalen Aufbau eine erste und eine zweite funktionale Schicht, wobei die Schichtdicke der ersten funktionalen Schicht größer ist als die Dicke der zweiten funktionalen Schicht und der flexible Anschlag innerhalb der zweiten funktionalen Schicht ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass der flexible Anschlag durch den schichtförmigen Aufbau der seismischen Masse einfach integriert werden kann, weil die einzelnen funktionalen Schichten unabhängig voneinander strukturiert werden können. Insbesondere wird die Integration des flexiblen Anschlags in verschiedene Ausbildungen der seismischen Masse in einfacher Weise möglich, so dass in besonders kostengünstiger Weise bestehende Sensoranordnungen um den flexiblen Anschlag zur Verhinderung des „Haftens“ erweiterbar sind.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen der ersten funktionalen Schicht und der zweiten funktionalen Schicht eine weitere Schicht angeordnet ist, wobei die weitere Schicht strukturiert ist, um bei der zweiten funktionalen Schicht einen flexiblen Anschlag in der Form eines freistehenden, elastischen Abschnitts auszubilden. Besonders vorteilhaft kann durch das Entfernen der weiteren Schicht unterhalb des flexiblen Anschlags eine frei stehende flexible Struktur sehr bauraumkompakt ausgebildet werden.
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Bevorzugt ist ferner, dass der freistehende Abschnitt des flexiblen Anschlags die Form eines flexiblen Arms hat, der an einem Ende fest mit der seismischen Masse verbunden ist und an seinem anderen Ende beweglich ist. Der Vorteil an dieser Form ist, dass sie eine einfache kompakte Geometrie aufweist, die mit herkömmlichen Mitteln der Strukturierung kostengünstig herstellbar ist und einen geringen Platzbedarf aufweist. Ferner kann der flexible Arm des Anschlags innerhalb der funktionalen Schicht in verschiedene Richtungen ausgerichtet sein. Bevorzugt erfolgt die Ausrichtung des flexiblen Arms mit dem beweglichen Ende nach innen auf die Torsionsachse der auslenkbaren seismischen Masse hin oder in die entgegengesetzte Richtung nach außen. Die Möglichkeit der unterschiedlichen Ausrichtung hat den Vorteil, dass der flexible Anschlag sehr gut an die Geometrie herkömmlicher Beschleunigungssensoren angepasst werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf dem flexiblen Anschlag ein Vorsprung, der auch als Noppe bezeichnet wird, aufgebracht ist, wobei der Vorsprung im Wesentlichen in Auslenkrichtung vorstehend auf der elastischen Schicht vorgesehen ist. Diese Ausführung ermöglicht es, die Kontaktfläche im Anschlagszustand klein zu halten. Dies verringert die Gefahr des „Haftenbleibens“ der seismischen Masse. Ferner ist vorteilhaft, dass durch Aufbringung des Vorsprungs ein spezielles Material mit guten Antihafteigenschaften gewählt werden kann, wodurch die Gefahr des „Haftenbleibens“ weiter verringert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf die zweite funktionale Schicht benachbart zu dem flexiblen Anschlag ein weiterer Vorsprung aufgebracht ist, wobei der weitere Vorsprung im Wesentlichen in Auslenkrichtung vorstehend vorgesehen ist und wobei die Auslenkung des flexiblen Anschlags und der seismischen Masse durch den weiteren Vorsprung, der einen festen Anschlag darstellt, begrenzt wird. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass durch das Vorhandensein des festen Anschlags der flexible Anschlag nur bis zu einem gewissen Punkt ausgelenkt wird. Hierdurch wird eine eventuelle Überbeanspruchung der Elastizität des flexiblen Anschlags durch zu starke Auslenkung verhindert. Gleichwohl bewirkt die durch die begrenzte Auslenkung hervorgerufene Rückstellkraft des flexiblen Anschlags eine Verringerung der Gefahr des „Haftenbleibens“ der seismischen Masse.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die seismische Masse als Wippe mit einem ersten und einem zweiten Ausleger ausgebildet ist, die um eine Torsionsachse gegenüber dem Substrat auslenkbar ist und über ein Federelement mit dem Substrat verbunden ist, wobei die beiden Ausleger der Wippe unterschiedliche Massen aufweisen. Optional kann auf jedem der beiden Ausleger der Wippe mindestens ein flexibler Anschlag ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass in beiden Auslenkungsrichtungen der Wippe ein flexibler Anschlag die Auslenkung der Wippe begrenzt.
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Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines „Haftenbleibens“ der Wippe und damit der seismischen Masse in beiden Auslenkungsrichtungen vermindert.
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Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass der flexible Anschlag auf der Seite der seismischen Masse ausgebildet ist, die dem Substrat abgewandt ist. Dies hat den Vorteil, dass Bezugselektrode und flexibler Anschlag auf verschiedenen Seiten der seismischen Masse angeordnet, d.h. räumlich voneinander entkoppelt sind. Dadurch können spezielle Formen von Beschleunigungssensoren realisiert werden, ohne dass sich flexibler Anschlag und Bezugselektroden gegenseitig in ihrer räumlichen Anordnung behindern.
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Die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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Es zeigen
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1A eine schematische Draufsicht und 1B eine seitliche Ansicht eines mikromechanischen Beschleunigungssensors gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2A eine seitliche Ansicht des Beschleunigungssensors gemäß der ersten Ausführungsform im Normalbetrieb und 2B im Überlastbetrieb;
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3 eine seitliche Ansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei 3A den Normalbetrieb, 3B den Überlastbetrieb und 3C den Überlastbetrieb bei maximaler Auslenkung der seismischen Masse zeigt;
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4 eine schematische Draufsicht auf einen flexiblen Anschlag, der als Arm ausgebildet ist;
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5 eine seitliche Ansicht auf einen mikromechanischen Beschleunigungssensor gemäß einer weiteren Ausführungsform im Überlastbetrieb bei maximaler Auslenkung der seismischen Masse;
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6 eine seitliche Ansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einer weiteren Ausführungsform mit flexiblem Anschlag ohne Anschlagsnoppe; und
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7 eine seitliche Ansicht eines Beschleunigungssensors einer alternativen Ausführungsform, wobei der z-Anschlag nicht am Substrat, sondern an der Kappe des Sensors erfolgt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den 1A und 1B ist eine erste Ausführungsform einer Sensoranordnung 1 in einer schematischen Draufsicht und einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Die Sensoranordnung 1 umfasst ein Substrat 20 und eine seismische Masse 30, wobei die seismische Masse 30 die Form einer Wippe aufweist, d.h. die seismische Masse 30 ist mittels eines zentral in Bezug auf die seismische Masse angeordneten Torsionsfedersystems 40 mit dem Substrat 20 über eine Ausbildung 41 elastisch verbunden und gegenüber dem Substrat 20 um eine Torsionsachse 50 auslenkbar. Die seismische Masse 30 weist bezogen auf die Torsionsachse 50 einen ersten Ausleger 31 und einen zweiten Ausleger 32 auf, wobei der zweite Ausleger 32 länger ist als der erste Ausleger 31, wodurch sich bei der seismischen Masse 20 bezüglich der Torsionsachse 50 eine ungleiche Massenverteilung einstellt.
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Die ungleiche Massenverteilung führt dazu, dass bei einer Beschleunigung der Sensoranordnung 1 senkrecht zum Substrat 20, d.h. parallel zur in 1B angegebenen z-Richtung 60, die seismische Masse 30 aufgrund ihrer Trägheit ein Drehmoment um die Torsionsachse 50 erfährt, so dass sich der Abstand zwischen dem ersten Ausleger 31 und dem Substrat 20 sowie zwischen dem zweiten Ausleger 32 und dem Substrat 20 verändert. Diese Abstandsänderung aufgrund der Auslenkung der seismischen Masse 30 kann mittels zweier Elektroden 70, von denen jeweils eine auf jeder Seite des Torsionsfedersystems 40 auf dem Substrat 20 flächig angeordnet ist, kapazitiv gemessen werden. Die seismische Masse 30 wird hierzu durch eine elektronische Schaltung (nicht gezeigt) auf einem Potential M gehalten. Die gegenüber liegenden, auf dem Substrat 20 flächig angeordneten Elektroden 70 bilden dann mit der seismischen Masse 30 Kapazitäten C1 bzw. C2, die im Ruhezustand der Sensoranordnung 1 gleich sind.
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Durch eine geeignete Auswertung der Kapazitäten C1 und C2 kann die durch die Auslenkung der seismischen Masse 30 hervorgerufene Abstandsänderung zwischen seismischer Masse 30 und Substrat 20 detektiert werden und damit die einwirkende Beschleunigung bestimmt werden.
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Alternativ ist es auch möglich, dass die seismische Masse 30 nicht als Wippe mit zwei Auslegern, sondern beispielsweise als Arm ausgeformt ist, der an einem Ende über ein Torsionsfedersystem mit dem Substrat elastisch verbunden ist.
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Die seismische Masse 30 weist, wie in 1A dargestellt, mechanische Anschläge 10 auf, die, wie in 1B dargestellt, als Vorsprung 80 ausgebildet sein können und im Falle sehr starker Beschleunigung die Auslenkung der seismischen Masse 30 dadurch begrenzen, dass sie das Substrat 20 berühren. Hierzu ist unterhalb des asymmetrischen Bereichs der seismischen Masse 30 eine weitere Elektrode 71 flächig auf dem Substrat 20 angebracht, die ebenfalls auf dem Potential M gehalten wird und als subtratseitiger Anschlag dient. Die seismische Masse 30 weist auf der dem Substrat zugewandten Seite eine elastische Schicht 33 auf, auf welcher der Vorsprung 80 angebracht ist. Die elastische Schicht 33 kann so aufgebracht sein, dass sie die dem Substrat zugewandte Oberfläche der seismischen Masse vollständig oder teilweise bedeckt. Die elastische Schicht 33 und der Vorsprung 80 bilden zusammen den flexiblen Anschlag 10.
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In 2A und 2B ist die Sensoranordnung 1 in einer schematischen Seitenansicht in den verschiedenen Betriebsmodi gezeigt. 2A zeigt dabei den Normalbetrieb. Die seismische Masse 30 erfährt durch niedrige z-Beschleunigung nur eine geringe Auslenkung, so dass kein mechanischer Kontakt zwischen seismischer Masse 30 und Substrat 20 entsteht. 2B hingegen zeigt den Überlastbetrieb. Die seismischen Masse 30 wird durch hohe z-Beschleunigung stark ausgelenkt, so dass ein mechanischer Kontakt zwischen seismischer Masse 30 und der Oberfläche des Substrats 20 entsteht, der die Auslenkung begrenzt. Der mechanische Kontakt zwischen der seismischen Masse 30 und dem Substrat 20 erfolgt über den flexiblen Anschlag 10. Der flexible Anschlag 10 kann auf einer Seite der Wippe 30 angebracht sein, wie in 1 und 2 gezeigt, oder auch auf beiden Seiten der Wippe.
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Bei Kontakt der seismischen Masse 30 mit dem Substrat 20, wie in 2B dargestellt, besteht die Gefahr, dass die seismische Masse 30 am Substrat 20 haften bleibt. Dies kann zu einem Ausfall der Sensoranordnung 1 führen, da die seismische Masse 30 dann nicht mehr beweglich ist und somit keine Beschleunigungsmessung mehr durchgeführt werden kann. Durch die elastische Schicht 33 des flexiblen Anschlags 10 kann die Gefahr des „Haftenbleibens“ im Überlastbetrieb 2B verringert werden. Dies erhöht die Robustheit und Zuverlässigkeit der Sensoranordnung 1.
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In den 3A bis 3C sind drei schematische Seitenansichten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Betriebsmodi gezeigt. Der Aufbau der Sensoranordnung 1 ähnelt dabei dem in Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebenen Aufbau, wobei die elastische Schicht 33 aber aus mehreren übereinanderliegenden Schichten aufgebaut ist. In 3A ist ein Schichtaufbau der elastischen Schicht 33 aus zwei funktionalen Schichten 35, 36 gezeigt, wobei die unterhalb der seismischen Masse angebrachte Schicht 36 auch als Opferschicht bezeichnet wird. Die funktionale Schicht der seismischen Masse 30 ist dicker als die funktionale Schichten 35, 36 der elastischen Schicht 33, die aufgrund ihrer geringen Dicke Federelastizität besitzen. Die seismische Masse 30 sowie die funktionale Schicht 35 und die Opferschicht 36 der elastischen Schicht 33 können jeweils aus demselben Material, vorzugsweise Silizium bestehen. Es können aber auch unterschiedliche Materialien, z. B. für die funktionale Schicht 35, Silizium und für die Opferschicht 36 Siliziumoxid, verwendet werden.
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Die verschiedenen Schichten können nun unabhängig voneinander mit aus der Halbleitertechnologie bekannten Verfahren wie z.B. Lithographie, Nassätzen oder Trockenätzen strukturiert werden. So werden durch Strukturierung der dünnen funktionalen Schicht 35 sowie der Opferschicht 36 flexible Anschläge 10 erzeugt. Im Bereich der strukturierten dünnen funktionalen Schicht 35 weist die darunter liegende weitere Schicht 36 eine Aussparung auf. Aufgrund der geringen Dicke und der dadurch gegebenen Elastizität der funktionalen Schicht 35 und der durch die Aussparung in der weiteren Schicht 36 erzeugten freistehenden Struktur entsteht somit der flexible Anschlag 10. Auf dieser freistehenden Struktur können die als mechanische Anschläge fungierende Vorsprünge 80 ausgebildet sein. Die Vorsprünge 80 können dabei durch Strukturierung der Schicht 36 erzeugt werden. Durch die hohe Elastizität der dünnen funktionalen Schicht 35 sowie durch die durch den Schichtaufbau der seismischen Masse 30 gegebenen Strukturierungsmöglichkeiten können sehr kleine flexible Anschläge 10 erzeugt werden, die sehr kompakte Strukturen der Beschleunigungssensoren 1 erlauben.
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In 3A sind auf beiden Seiten der Torsionsachse 50 flexible Anschläge 10 dieser Art vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, nur auf einem Ausleger der Wippen den flexiblen Anschlag 10 und auf dem zweiten Ausleger keinen Anschlag oder einen starren Anschlag zu verwenden. Ferner ist es auch möglich, dass die seismische Masse 30 nicht als Wippe, sondern als Arm (nicht abgebildet) ausgeformt ist, der an einem Ende über ein Torsionsfedersystem mit dem Substrat elastisch verbunden ist.
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Während 3A die Sensoranordnung 1 gemäß der weiteren Ausführungsform analog zu 2A im Normalbetrieb zeigt, zeigen 3B und 3C den Überlastbetrieb. Die seismischen Masse 30 wird dabei durch hohe z-Beschleunigung stark ausgelenkt, so dass ein mechanischer Kontakt zwischen der seismischen Masse 30 und dem Substrat 20 entsteht. Der mechanische Kontakt erfolgt im vorliegenden Fall über die an der seismischen Masse 30 optional als Vorsprünge 80 ausgebildeten flexiblen Anschläge 10, die im Überlastbetrieb die Substratoberfläche berühren, wie 3B zeigt. Ist die Kraft, die durch die Beschleunigung der Sensoranordnung auf die seismische Masse wirkt, groß genug, so wird der flexible Anschlag 10 durch die Berührung mit dem Substrat 20 ausgelenkt, bis er mit seiner Rückseite mit der seismischen Masse 30 in einen Kontakt 15 kommt und so in einen starren Anschlag übergeht, wie in 3C dargestellt ist.
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Eine bevorzugte Form des flexiblen Anschlags 10 ist in 4 in einer Draufsicht gezeigt. Der flexible Anschlag 10, bestehend aus einem Teil der dünnen funktionalen Schicht 35, hat in dieser Ausbildung die rechteckige Form eines flexiblen Arms 11, der mit einem Ende 12 fest mit der seismischen Masse verbunden ist und am anderen Ende 13 freistehend ist. Optional können an diesem Ende 13 wie in 4 gezeigt, der Vorsprung 80 sowie eine Verbreiterung 81 angebracht sein. Der flexible Anschlag 10 kann jedoch auch in anderen Ausführungsformen realisiert werden. So ist zum Beispiel eine dreieckige Form oder eine halbkreisförmige Form möglich. Die freistehenden elastischen Strukturen und damit die flexiblen Anschläge 10 können verschiedene Orientierung aufweisen. Sie können bevorzugt, wie z.B. in 3B gezeigt, senkrecht zu der Torsionsachse 50 mit einem ersten freien Ende 101 nach außen zeigend angeordnet sein oder mit einem zweiten freien Ende 102 nach innen zeigend angeordnet sein. Die Möglichkeit der unterschiedlichen Ausrichtung hat den Vorteil, dass der flexible Anschlag sehr gut an die Geometrie herkömmlicher Beschleunigungssensoren angepasst werden kann.
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In 5 ist eine weitere Ausführungsform zur Bewegungsbegrenzung des flexiblen Anschlags 10 gezeigt. Dies geschieht durch eine Kombination aus dem flexiblen Anschlag 10 mit einem starren 14 Anschlag, die benachbart zueinander auf der seismischen Masse 30 angeordnet sind. Im Überlastbetrieb wird der flexible Anschlag 10 wiederum durch die Berührung mit dem Substrat 20 ausgelenkt. Bevor er jedoch durch die zunehmende Auslenkung mit seiner Rückseite mit der seismischen Masse 30 in Kontakt kommt, wie in 3C beschrieben, berührt in diesem Fall auch der benachbart angeordnete starre Anschlag 14 das Substrat 20 und begrenzt so die Auslenkung des flexiblen Anschlags 10 und der seismischen Masse 30. Der Vorteil der in 5 gezeigten Ausführungsform liegt darin, dass durch das Vorhandensein des festen Anschlags 14 der flexible Anschlag 10 in seiner Auslenkung begrenzt ist. Hierdurch wird eine eventuelle Überbeanspruchung der Elastizität des flexiblen Anschlags 10 durch zu starke Auslenkung verhindert. Gleichwohl verringert auch die begrenzte Auslenkung das Auftreten großer Kraftspitzen bei Berührung von seismischer Masse 30 und Substrat 20 und damit eine mögliche Deformation bzw. ein „Haftenbleiben“. Die durch die Auslenkung des flexiblen Anschlags 10 hervorgerufene Rückstellkraft bewirkt ebenfalls eine Verringerung der Gefahr des „Haftenbleibens“ der seismischen Masse 30.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in 6 dargestellt. Ähnlich der 3C ist wiederum eine Sensoranordnung 1 mit flexiblem Anschlag 10 im Überlastbetrieb gezeigt, wobei der flexible Anschlag 10 nur aus dem freistehend strukturierten Teil der flexiblen dünnen funktionalen Schicht 35 besteht und keine Vorsprünge auf der flexiblen Schicht angebracht sind. Im Überlastbetrieb berührt somit die flexible Schicht 35 direkt die Oberfläche des Substrats 20. Der Abstand zwischen seismischer Masse 30 und Substrat 20 wird somit nicht durch das Vorhandensein eines auf dem flexiblen Anschlag 10 angebrachten Vorsprungs vermindert, wodurch eine größere Auslenkung der seismischen Masse 30 ermöglicht wird und dadurch ein größerer Bereich für den Normalbetrieb bei der Beschleunigungsmessung entsteht. Auch reduzieren sich durch das Weglassen der Vorsprünge die Anzahl der Prozessschritte und damit die Kosten.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in 7 gezeigt. Ähnlich der 3C ist eine Sensoranordnung 1 mit erfindungsgemäßem flexiblen Anschlag 10 im Überlastbetrieb gezeigt, wobei der flexible Anschlag 10 auf der Seite der seismischen Masse 30 ausgebildet ist, die dem Substrat 20 abgewandt ist. Erreicht wird dies durch eine Umkehrung der Reihenfolge der funktionalen Schichten aus denen die seismische Masse 30 und der flexible Anschlag 10 aufgebaut sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Sensoranordnung 1, wie in 7 gezeigt, durch eine Kappe 90 abgedeckt. Bei Auslenkung der seismischen Masse 30 berührt der flexible Anschlag 10 statt des Substrats 20 die Innenseite der Kappe 90. Dies hat den Vorteil, dass die Bezugselektroden 70 und der flexible Anschlag 10 auf verschiedenen Seiten der seismischen Masse 30 angeordnet sind, d.h. räumlich voneinander entkoppelt sind. Dadurch können kompakte Formen von Beschleunigungssensoren realisiert werden, ohne dass sich der flexible Anschlag 10 und die Bezugselektroden 70 gegenseitig in ihrer räumlichen Anordnung behindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0244581 [0002]
- EP 0773443 B1 [0002]
- EP 2168809 A1 [0005]
- DE 102008043753 A1 [0005]
