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Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauteil. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil.
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Stand der Technik
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Mikromechanische Bauteile weisen zum Verstellen eines Stellelements meistens einen magnetischen und/oder einen elektrostatischen Antrieb auf. Ein derartiges mikromechanisches Bauteil ist beispielsweise ein Mikrospiegel mit einer um zwei Drehachsen verstellbaren Spiegelplatte.
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Werden, wie bei Mikrospiegeln üblich Bewegungen aus der Ebene heraus gefordert, können in der Regel mittels eines magnetischen Antriebs höhere Drehmomente auf das Stellelement ausgeübt werden. Während für die elektrostatische Krafterzeugung zum Verstellen des Stellelements häufig Spannungen von über 100 Volt notwendig sind, benötigt ein vergleichbarer magnetischer Antrieb deutlich geringere Spannungen, die von einer Standardelektronik zur Verfügung gestellt werden können. Weitere Vorteile eines magnetischen Antriebs gegenüber einem elektrostatischen Antrieb sind die in erster Näherung lineare Krafterzeugung und die vernachlässigbaren Risiken eines Überschlags oder eines Pull-ins.
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Beispiele für einen magnetische Antrieb zum Verstellen eines Stellelements eines mikromechanischen Bauteils sind in der
EP 778 657 B1 und in der
WO 2005 / 078 509 A2 beschrieben. Die beschriebenen magnetischen Antriebe weisen jedoch mindestens zwei Permanentmagnete auf, welche in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet werden müssen. Aufgrund der abstoßenden Kräfte der Permanentmagneten treten häufig Probleme beim Zusammensetzen der magnetischen Antriebe auf.
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Die Druckschrift
US 2002 / 0 171 901 A1 beschreibt eine mikromechanische Struktur, welch magnetisch in mehrere Achsrichtungen ausgelenkt werden kann.
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Die Druckschrift
DE 102 15 364 A1 beschreibt eine Antriebsanordnung für einen Lautsprecher mit einem Magneten und mit einem zwischen einem ersten und einem zweiten Polende gebildeten Luftspalt, in dem ein mit einem Schallabstrahlkörper verbundener Antriebskörper, insbesondere mit einer Spule, durch die Wirkung des Magneten entlang einer ersten Richtung senkrecht zur Richtung des den Luftspalt durchsetzenden magnetischen Flusses antreibbar ist, wobei wenigstens eines der Polenden aus einem ersten Material besteht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft ein mikromechanisches Bauteil und ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es mittels eines Ausbildens von Flussleitschichten aus einem weichmagnetischen Material möglich ist, die Richtung der Feldlinien eines Magnetfeldes zu drehen. Die Ausbildung von einem Magnetjoch mit mindestens zwei Paaren von Polstücken, welche in unterschiedlichen Richtungen voneinander beabstandet sind, ermöglicht somit eine lokale Drehung der Richtung der Feldlinien eines von dem Magnetjoch aufgebauten Magnetfeldes.
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Damit liegt in dem ersten Spalt ein erstes Magnetfeld vor, dessen Feldlinien parallel zu der ersten Richtung gerichtet sind. Demgegenüber weist das zweite Magnetfeld in dem zweiten Spalt Feldlinien auf, welche parallel zu der zweiten Richtung gerichtet sind.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zur Erzeugung eines Magnetfelds mit senkrechten Komponenten der ausgerichteten Feldlinien gegenüber der ersten Richtung auf die Verwendung von mehreren Magneten verzichtet werden kann. Somit entfallen auch die Probleme, welche sich herkömmlicherweise beim Zusammensetzen eines magnetischen Antriebs aufgrund der unterschiedlichen Polarität der Magnete und der damit verbundenen gegenseitigen Abstoßung ergeben.
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Des Weiteren beruht die Erfindung auf der Idee eines lokalen Drehens des Magnetfeldes durch mindestens zwei Paare von Polstücken Dies erlaubt ein leichter und kostengünstiger auszuführendes Herstellen eines mikromechanischen Bauteils mit einem derartigen Magnetjoch.
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Die Erfindung bietet deshalb eine einfach ausführbare Möglichkeit zum Herstellen eines kostengünstigen magnetischen Antriebs, welcher dazu ausgebildet ist, ein Stellelement eines mikromechanischen Bauteils zu verstellen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Paar Polstücke und/oder das zweite Paar Polstücke beabstandet von den Jocharmen angeordnet. Dies eröffnet eine weitere Vereinfachung der Montage, und eine deutlich verbesserte Justagegenauigkeit, da Teile der Flussleitschichten in einem Prozess auf Waferebene integriert werden können. In einem photolitographischen Prozess können Toleranzen bis hinunter zu einem µm erzielt werden, während normale Montageprozesse eine Toleranz von mindestens 100 µm aufweisen.
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Insbesondere kann das erste Paar Polstücke an seinen zu dem ersten Spalt benachbarten Bereichen und/oder das zweite Paar Polstücke an seinen zu dem zweiten Spalt benachbarten Bereichen Verjüngungen aufweisen. Dies erlaubt eine lokale Steigerung der Feldstärke des Magnetfeldes.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das mikromechanische Bauteil eine Stromsteuereinrichtung, welche an den ersten Strompfad einen Strom mit einer ersten Frequenz und an den zweiten Strompfad einen Strom mit einer höheren zweiten Frequenz bereitstellt. Dies erlaubt ein resonantes Verstellen des Stellelements um eine erste Drehachse und ein quasistatisches Verstellen des Stellelements um eine zweite Drehachse.
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Dabei können der erste Strompfad und der zweite Strompfad an eine Gesamtzufuhrleitung angeschlossen sein, wobei dem zweiten Strompfad ein Hochpassfilter vorgeschaltet ist. Anstelle von zwei Zufuhrleitungen muss somit nur die eine Gesamtzufuhrleitung über Federn geführt werden. Dies führt zu einer verbesserten Biegesteifigkeit der Feder.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der erste Strompfad, der zweite Strompfad, das Stellelement, das erste Paar Polstücke und/oder das zweite Paar Polstücke von einer Verkapselung umschlossen, welche zumindest teilweise in der Jochöffnung angeordnet ist. Die von dem Gehäuse umschlossenen Komponenten sind somit vor Umwelteinflüssen geschützt.
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Die in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile sind auch durch entsprechende Herstellungsverfahren gewährleistet. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Bilden des ersten Jocharms und des zweiten Jocharms die folgenden Schritte umfassen: Füllen eines U-Profils mit einem nicht magnetischen Material; und Bohren und/oder Fräsen einer Aussparung in das U-Profil zum Unterteilen des U-Profils in Metallleisten, aus denen die zwei Jocharme gebildet werden. Das Bohren und/oder Fräsen der Aussparung erlaubt dabei ein Festlegen des Abstands zwischen den beiden Jocharmen mit hoher Genauigkeit.
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Vorteilhafterweise kann der Aufbau der mikromechanischen Einrichtung getrennt von dem Magneten geschehen. Dadurch können Standardmaschinen beim Bestücken Drahtbonden, etc verwendet werden. Weichmagnetische Anteile können, da in diesem Zustand noch unmagnetisch, leicht in die Montage integriert werden. Erst zum Ende wird die gesamte bereits verpackte mikromechanische Einheit auf den Magneten (mit zwei weichmagnetischen Polschuhen) aufgesetzt.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils;
- 2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils;
- 3 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils;
- 4 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform der Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils;
- 5 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Magnetjochs des mikromechanischen Bauteils;
- 6 eine dreidimensionale Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Magnetjochs des mikromechanischen Bauteils;
- 7 eine dreidimensionale Ansicht einer dritten Ausführungsform des Magnetjochs des mikromechanischen Bauteils;
- 8A und 8B schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;
- 9A bis 9C schematische Darstellungen noch einer weiteren Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;
- 10A bis 10E Querschnitte und eine Seitenansicht zum Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein mikromechanisches Bauteil.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils.
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Die Chipvorrichtung 10 weist als verstellbares Stellelement eine Spiegelplatte 12 auf. Vorzugsweise ist die Spiegelplatte 12 mit einem reflektierenden Material beschichtet. An zwei gegenüberliegenden Seiten der Spiegelplatte 12 ist je eine Torsionsfeder 14 ausgebildet. Die beiden Torsionsfedern 14 verlaufen entlang einer ersten Drehachse 16 der Spiegelplatte 12. Über die beiden Torsionsfedern 14 ist die Spiegelplatte 12 mit einem inneren Rahmen 18 verbunden.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform kann die Spiegelplatte 12 einen Spiegeldurchmesser von 1 bis 2 mm haben. Die beiden Torsionsfedern 14 weisen vorzugsweise eine Länge von etwa 500 µm auf. Die Ausdehnung des inneren Rahmens 18 entlang der ersten Drehachse 16 kann zwischen 2 bis 5 mm betragen. Die Ausdehnung des inneren Rahmens 18 in Richtung senkrecht zu der ersten Drehachse 16 kann beispielsweise zwischen 8 bis 15 mm betragen.
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Zum Verstellen der Spiegelplatte 12 gegenüber dem inneren Rahmen 18 ist auf der Spiegelplatte 12, beispielsweise auf einer der reflektierenden Schicht gegenüber liegenden Seite, ein inneres Spulensystem ausgebildet. Beispielsweise ist das innere Spulensystem durch Beschichten der Spiegelplatte 12 mit einer leitfähigen Schicht und einem anschließenden Strukturieren der leitfähigen Schicht herstellbar. Das innere Spulensystem ist unterteilbar in Strompfade 20a, welche parallel zur ersten Drehachse 16 verlaufen und in Strompfade 20b, welche senkrecht zu der ersten Drehachse 16 gerichtet sind. Die parallel zu der ersten Drehachse 16 gerichteten Strompfade 20a werden häufig als wirksame Strompfade bezeichnet. Demgegenüber tragen die Strompfade 20b, welche senkrecht zu der ersten Drehachse 16 ausgerichtet sind, nicht zu einem Verstellen der Spiegelplatte 12 um die erste Drehachse 16 bei.
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Für ein Verstellen der Spiegelplatte 12 um die erste Drehachse 16 muss während eines Stromflusses durch das innere Spulensystem ein Magnetfeld mit magnetischen Feldlinien 22 senkrecht zu der ersten Drehachse 16 vorhanden sein. Die Lorenzkraft bewirkt in diesem Fall ein Verstellen der Spiegelplatte 12 durch Verdrehen der Torsionsfedern 14. Die Lorenzkraft wirkt somit der Federkraft der Torsionsfedern 14 entgegen. Die Drehrichtung ist durch die Richtung des durch das innere Spulensystem fließenden Stroms festgelegt. Der Neigungswinkel, um welchen die Spiegelplatte 12 gegenüber dem inneren Rahmen 18 verstellt wird, hängt von der Stromstärke ab.
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Die Bestromung des inneren Spulensystems mit den Strompfaden 20a und 20b erfolgt über Leitungen 24, welche über die Torsionsfedern 14 geführt werden. Weitere Einzelheiten zum Bestromen des inneren Spulensystems werden weiter unten noch genauer beschrieben.
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Der innere Rahmen 18 umfasst zwei Seitenplatten 26, welche mittels zweier Verbindungsstege 28 miteinander verbunden sind. Die Spiegelplatte 12 ist in einem Zwischenraum zwischen den beiden Verbindungsstegen 28 angeordnet. Die Torsionsfedern 14 verlaufen jeweils zwischen einem Verbindungssteg 28 und der Spiegelplatte 12.
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Der innere Rahmen 18 ist mittels zweier Federn 30 mit einem (nicht dargestellten) äußeren Rahmen verbunden. Jede der beiden Federn 30 verläuft zwischen dem äußeren Rahmen und einer benachbarten Seitenplatte 26. Die beiden Federn 30 verlaufen entlang einer zweiten Drehachse 32, welche senkrecht zu der ersten Drehachse 16 ausgerichtet sein kann. Durch ein Verdrehen der Federn 30 ist der innere Rahmen 18 gegenüber dem äußeren Rahmen um die zweite Drehachse 32 verstellbar.
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Zum Verstellen des inneren Rahmens 18 gegenüber dem äußeren Rahmen weist jede der beiden Seitenplatten 26 ein äußeres Spulensystem auf. Die beiden äußeren Spulensysteme sind über eine Verbindungsleitung 34, welche über einen Verbindungssteg 28 geführt ist, miteinander verbunden. Jedes der beiden äußeren Spulensysteme umfasst Strompfade 36a, welche parallel zur zweiten Drehachse 32 verlaufen und Strompfade 36b, welche senkrecht zu der zweiten Drehachse 32 gerichtet sind. Die parallel zu der zweiten Drehachse 32 ausgerichteten Strompfade 36a können als wirksame Strompfade bezeichnet werden. Demgegenüber tragen die senkrecht zu der zweiten Drehachse 32 verlaufenden Strompfade 36b nicht zu einem Verstellen des inneren Rahmens 18 gegenüber dem äußeren Rahmen bei. Sie werden deshalb häufig als unwirksame Strompfade bezeichnet.
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Liegt während eines Bestromens der beiden äußeren Spulensysteme mit den Strompfaden 36a und 36b ein Magnetfeld mit senkrecht zu der zweiten Drehachse 32 verlaufenden Feldlinien 38 vor, so bewirkt die Lorenzkraft ein Drehen des inneren Rahmens 18 um die zweite Drehachse 32. Die an den inneren Rahmen 18 gekoppelte Spiegelplatte 12 wird dabei ebenfalls um die zweite Drehachse 32 gedreht.
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Über jede der beiden Federn 30 sind zwei Zuleitungen 40 und 42 geführt. Jede der Zuleitungen 40 verläuft von dem äußeren Rahmen über eine Feder 30, eine Seitenplatte 26 und einen Verbindungssteg 28 zu einer Leitung 24. Die Zuleitungen 40 dienen damit zur Stromversorgung des inneren Spulensystems. Demgegenüber sind die Zuleitungen 42 dazu ausgebildet, ein Bestromen der beiden äußeren Spulensysteme zu ermöglichen. Vorzugsweise sind die Spulensysteme so ausgebildet, dass die wirksamen Strompfade 20a und 36a möglichst weit von den zugehörigen Drehachsen 16 und 32 liegen.
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Es ist vorteilhaft, bei der Chipvorrichtung 10 die Spiegelplatte 12 mit einer Frequenz in Schwingungen um die Drehachse 16 zu versetzen, welche der Eigenfrequenz der Spiegelplatte 12 entspricht. Demgegenüber erfolgt das Verstellen des inneren Rahmens 18 gegenüber dem äußeren Rahmen um die Drehachse 32 quasistatisch. Die Frequenz des Stromsignals, welche durch die äußeren Spulensysteme geleitet wird, kann damit deutlich niedriger sein. Man kann dies als resonantes Verstellen der Spiegelplatte 12 um die erste Drehachse 16 und als quasistatisches Verstellen der Spiegelplatte 12 um die zweite Drehachse 32 bezeichnen. Beispielsweise wird die Spiegelplatte 12 mit einer Resonanzfrequenz von ca. 20 kHz um die erste Drehachse 16 verstellt. Das quasistatische Verstellen der Spiegelplatte 12 um die zweite Drehachse 32 wird bei ca. 60 Hz betrieben. Die Stromsignale werden beispielsweise von einer (nicht skizzierten) Stromsteuereinrichtung an die Spulensysteme bereitgestellt.
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Um die Spiegelplatte 12 um die beiden Drehachsen 16 und 32 gleichzeitig zu verstellen, ist es vorteilhaft, im Bereich des inneren Spulensystems ein Magnetfeld mit senkrecht zu der zweiten Drehachse 16 ausgerichteten Feldlinien 22 zu haben. Gleichzeitig sollte in den Bereichen der äußeren Spulensysteme ein Magnetfeld mit senkrecht zu der zweiten Drehachsen 32 ausgerichteten Feldlinien 38 vorliegen. Das gleichzeitige Verstellen der Spiegelplatte 12 um die beiden möglichst senkrecht zueinander ausgerichteten Drehachsen 16 und 32 erfordert somit ein Gesamtmagnetfeld, dessen Feldlinien 22 in einem inneren Bereich senkrecht zu den Feldlinien 38 zweier äußerer Bereiche ausgerichtet sind. Auf Möglichkeiten zum Aufbauen eines derartigen Gesamtmagnetfeldes mit den Feldlinien 22 und 38 wird unten noch genauer eingegangen.
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2 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils.
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Die gezeigte Chipvorrichtung 50 weist die bereits beschriebenen Komponenten 12, 14, 18, 20a, 20b, 24 bis 30, 34, 36a und 36b auf. Im Gegensatz zu der anhand der 1 beschriebenen Chipvorrichtung wird über jede der beiden Federn 30 nur eine Gesamtzuleitung 52 geführt. Über die Gesamtzuleitungen 52 werden die Stromsignale an die beiden äußeren Spulensysteme und an das innere Spulensystem geleitet.
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Bei der Chipvorrichtung 50 wird die Spiegelplatte 12 über ein resonantes Verstellen um die erste Drehachse 16 gedreht. Das Drehen der Spiegelplatte 12 um die zweite Drehachse 32 erfolgt als quasistatisches Verstellen. Da die Stromsignale der Spulensysteme mit den Strompfaden 20a, 20b, 36a und 36b über die Gesamtzufuhrleitungen 52 bereitgestellt werden, ist es vorteilhaft, die schnellen Frequenzen auf der Chipvorrichtung 50 von den langsamen Frequenzen zu trennen. Dies wird über einen Hochpassfilter 54 realisiert. Der Hochpassfilter 54 besteht vorzugsweise aus der Induktivität und dem Widerstand der Spule selbst und einer zusätzlichen Kapazität, die in geeigneter Weise zusammengeschaltet werden. Der Hochpassfilter 54 lässt nur hohe Frequenzen passieren. Beispielsweise kann eine als Hochpassfilter 54 genutzte Kapazität durch eine Kombination von Basis/Emitter, Emitter/Metall, Polysilizium/Oxid/Polysilizium, Polysilizium/Oxid/Metall, Polysilizium/Oxid/Silizium, oder Metall/Oxid/Metall realisiert werden.
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Die Chipvorrichtung 50 hat somit gegenüber dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass nur eine Zuleitung, nämlich die Gesamtzuleitung 52 auf den Federn 30 angeordnet ist. Somit können die Federn 30 schmaler und damit leichter verbiegbar ausgeführt werden. Insbesondere wird bei der Chipvorrichtung 50 die Biegesteifigkeit der Federn 30 nur von der einen Gesamtzuleitung 52 beeinträchtigt. Da die Gesamtzuleitung 52 die gleichen Eigenschaften besitzen kann, wie die oben schon beschriebenen Zuleitungen, ist eine vorteilhaftere Biegesteifigkeit der Federn 30 gewährleistet. Dies ermöglicht ein einfacheres Verstellen des inneren Rahmens 18 gegenüber dem äußeren Rahmen.
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3 zeigt eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils.
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Die Chipvorrichtung 100 umfasst die oben schon beschriebenen Komponenten 12, 14, 18, 20a, 20b, 24 bis 30, 34, 36a, 36b, 52 und 54. Allerdings sind bei der Chipvorrichtung 100 die äußeren Spulensysteme als äußeres Gesamtspulensystem mit mehreren über die Verbindungsstege 28 geführten Leitungen 34 und mit den Strompfaden 36a und 36b ausgebildet.
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Die beiden Verbindungsstege 28 weisen eine vergleichsweise große Breite auf, um eine möglichst hohe Anzahl von darauf angeordneten Leitungen 34 zu ermöglichen. Die Flächen der beiden Seitenplatten 26 sind vorzugsweise mit einer möglichst großen Anzahl von Strompfaden 36a und 36b bestückt.
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Vor allem die Leitungen 34, welche parallel zur zweiten Drehachse 32 verlaufen einen vergleichsweise großen Abstand zu der zweiten Drehachse 32 aufweisen, tragen signifikant zur Steigerung des Drehmoments zum Verstellen des inneren Rahmens 18 um die zweite Drehachse 32 bei. Dies erleichtert das Verstellen des inneren Rahmens 18 gegenüber dem (nicht skizzierten) äußeren Rahmen.
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4 zeigt eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform der Chipvorrichtung des mikromechanischen Bauteils.
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Auch bei der der Chipvorrichtung 150 wird die Spiegelplatte 12 über ein resonantes Verstellen um die erste Drehachse 16 und über ein quasistatisches Verstellen die zweite Drehachse 32 gedreht. Dabei ist eine möglichst hohe Eigenfrequenz der Spiegelplatte 12 vorteilhaft.
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Die Eigenfrequenz der Spiegelplatte 12 zum Verstellen der Spiegelplatte 12 um die erste Drehachse 16 ist festgelegt durch die Masse der Spiegelplatte 12 und die Federkonstante der Torsionsfedern 14. Dabei gilt, dass das Quadrat der Eigenfrequenz gleich ist dem Quotienten aus der Federkonstante der Torsionsfedern 14 durch das Trägheitsmoment der Spiegelplatte 12. Um eine möglichst hohe Eigenfrequenz der Spiegelplatte 12 zu realisieren, ist es somit vorteilhaft, wenn die Spiegelplatte 12 eine möglichst kleine Masse aufweist.
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Allerdings erhöht ein inneres Spulensystem, welches an der Spiegelplatte 12 fest angeordnet ist, die in Schwingungen zu versetzenden Gesamtmasse aus innerem Spulensystem und Spiegelplatte 12 signifikant. Zusätzlich kommt hinzu, dass die Spiegelplatte 12 eine Mindestgröße aufweisen sollte, damit ein sicheres Anordnen des inneren Spulensystems daran gewährleistet ist.
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Eine räumliche Trennung des inneren Spulensystems von der Spiegelplatte 12 ist deshalb vorteilhaft. Bei der Chipvorrichtung 150 ist die räumliche Trennung des inneren Spulensystems von der Spiegelplatte 12 realisiert, indem ein Zentralrahmen 152 innerhalb des inneren Rahmens 18 um die Spiegelplatte 12 ausgebildet ist. Das innere Spulensystem ist vorzugsweise ausschließlich an dem Zentralrahmen 152 angeordnet. Der Zentralrahmen 152 ist mittels der Torsionsfedern 14 an den Verbindungsstegen 28 drehbar befestigt. Zwischen dem Zentralrahmen 152 und der Spiegelplatte 12 verlaufen zwei weitere Torsionsfedern 154 entlang der ersten Drehachse 16. Die Spiegelplatte 12 wird somit beim Verstellen um die erste Drehachse 16 über die Schwingungen des Zentralrahmens 152 aufgeschaukelt.
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Ein weiterer Vorteil der Chipvorrichtung 150 liegt darin, dass die parallel zu der ersten Drehachse 16 auf dem Zentralrahmen 152 ausgebildeten Strompfade 20a zu der ersten Drehachse 16 einen vergleichsweise großen Abstand aufweisen. Dies ermöglicht eine Steigerung des Drehmoments.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Magnetjochs des mikromechanischen Bauteils.
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Das schematisch wiedergegebene Magnetjoch 200 weist einen Hartmagneten 202 mit einer Magnetisierungsrichtung 204 auf. Die Magnetisierung des Hartmagneten 202 kann auch nach einem Zusammensetzen des Magnetjochs 200 erfolgen. Vorzugsweise wird die Magnetisierung des Hartmagneten 202 nach der Montage des Magnetjochs 200 in dem zugehörigen mikromechanischen Bauteil durchgeführt.
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Der Hartmagnet 202 bildet den Jochkern des Magnetjochs 200. Selbstverständlich muss der Jochkern nicht vollständig aus einem hartmagnetischen Material geformt sein. Stattdessen kann auch nur ein Teil des Jochkerns aus dem Hartmagneten 202 aufgebaut sein.
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Die Magnetisierungsrichtung 204 des Hartmagneten 202 verläuft von einer ersten Seitenfläche 206 des Hartmagneten 202 zu einer zweiten Seitenfläche 208 des Hartmagneten 202. An den beiden Seitenflächen 206 und 208 sind Jocharme 210 befestigt. Beispielsweise werden als Jocharme 210 Weichmagnete verwendet. Ebenso kann für die Jocharme 210 eine Form aus Epoxid oder einem anderen nicht magnetischen Material erstellt werden, welche mit einem weichmagnetischen Material gefüllt wird.
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Die beiden Jocharme 210 weisen zueinander einen Abstand d1 auf, welcher der Breite des Weichmagneten 202 zwischen den beiden Seitenflächen 206 und 208 entspricht. Der Hartmagnet 202 ist an den unteren Bereichen der Seitenflächen der Jocharme 210 befestigt. Die beiden Jocharme 210 erstrecken sich von dem Hartmagneten 202 in einer Richtung senkrecht zu der Magnetisierungsrichtung 204 weg. Die Jocharme 210 spannen zusammen mit dem Hartmagneten 202 eine Jochöffnung auf.
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An jeder Oberfläche einer Flussleitschicht ist ein Pohlschuh 212 angeordnet. Beispielsweise können die Polschuhe 212 aus einem weichmagnetischen Material hergestellt sein. Die Polschuhe 212 können einstückig mit den Jocharmen 210 ausgebildet sein.
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Die beiden Polschuhe 212 bilden ein erstes Paar Polstücke. Sie sind in einer Richtung 38a, welche parallel zu der Magnetisierungsrichtung 204 verläuft, so voneinander beabstandet angeordnet, dass zwischen den beiden Polschuhen 212 ein Spalt 214 liegt. Der Abstand d2 der beiden Polschuhe 212 ist gleich der Breite des Spalts 214. Vorzugsweise ist der Abstand d2 kleiner als der Abstand d1.
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Innerhalb des Spalts 214 liegt ein Magnetfeld vor. Die Feldlinien 38 des Magnetfelds verlaufen innerhalb des Spalts 214 parallel zu der Richtung 38a und zu der Magnetisierungsrichtung 204. Sie sind entgegen zur Magnetisierungsrichtung 204 gerichtet. Das schematisch wiedergegebene Magnetfeld mit den Feldlinien 38 innerhalb des Spalts 214 dient zum Verstellen des oben beschriebenen inneren Rahmens einer Chipvorrichtung um die zweite Drehachse. Dabei wird die Chipvorrichtung, welche beispielsweise einer der oben beschriebenen Chipvorrichtungen oder einer Kombination von diesen entspricht, in dem Spalt 214 befestigt.
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Zum Verstellen eines Stellelements der Chipvorrichtung um die senkrecht zu der zweiten Drehachse gerichtete erste Drehachse sollte innerhalb des Spaltes 214 noch ein Teilmagnetfeld aufgebaut werden, dessen Feldlinien senkrecht zu den Feldlinien 38 liegen. Beispiele zum Erzeugen eines derartigen Magnetfelds werden unten noch genauer beschrieben.
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6 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Magnetjochs des mikromechanischen Bauteils.
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Das dargestellte Magnetjoch 250 umfasst den Hartmagneten 202 mit der Magnetisierungsrichtung 204 und die beiden Jocharme 210. Zusätzlich weist das Magnetjoch 250 vier Polschuhe 212 auf. Jeder der vier Polschuhe 212 weist eine Breite b1 parallel zur Oberseite der Jocharme 210 auf, welche kleiner als die Hälfte einer Breite b2 einer Flussleitschicht 210 parallel zu ihrer Oberseite ist. Die Breite b1 eines Polschuhs 212 kann in etwa der Breite einer oben beschriebenen Seitenplatte einer Chipvorrichtung entsprechen.
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Je zwei Polschuhe 212 sind einer Flussleitschicht 210 zugeordnet. Vorzugsweise liegt ein Kontakt zwischen den beiden Polschuhen 212 und der ihnen zugeordneten Flussleitschicht vor. Die beiden Polschuhe 212 können einstückig mit der ihnen zugeordneten Flussleitschicht 210 ausgebildet sein. Die den beiden Polschuhen 212 nicht zugeordnete Flussleitschicht ist von diesen beabstandet.
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Vorzugsweise sind die beiden Polschuhe 212 an den entgegen gerichteten Seiten der zugeordneten Flussleitschicht 210 angeordnet. Die beiden Polschuhe 212 weisen somit in einer Richtung 38a einen Abstand d3 zueinander auf.
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Bei dem Magnetjoch 250 bilden zwei Polschuhe 212, welche verschiedenen Jocharmen 210 zugeordnet sind, ein äußeres Joch. Die beiden Polschuhe 212 eines äußeren Jochs liegen sich in dem Abstand d2 gegenüber. Das Magnetjoch 250 umfasst zwei äußere Joche.
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Entsprechend weist das Magnetjoch 250 zwei äußere Spalte 214 und einen mittleren Spalt 252 auf. Die Ausdehnungen der beiden äußeren Spalte 214 sind der Abstand d2 und die Breite b1. Die Ausdehnungen des mittleren Spalts 252 können die Abstände d1 und d3 sein. Die Gesamtgröße des Magnetjochs 250 mit den äußeren Jochen und dem inneren Joch kann unter einem Kubikzentimeter liegen.
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In den äußeren Spalten 214, welche den äußeren Jochen zugeordnet sind, liegt ein Magnetfeld vor, dessen Feldlinien 38 parallel zu der Richtung 38a und zu der Magnetisierungsrichtung 204 verlaufen. Die Feldlinien 38 des Magnetfelds sind der Magnetisierungsrichtung 204 entgegengerichtet. Mittels des Magnetfelds mit den Feldlinien 38 in den äußeren Spalten 214 kann der oben beschriebene innere Rahmen einer in den Spalten 214 und 252 befestigten Chipvorrichtung gegenüber dem äußeren Rahmen um die zweite Drehachse verstellt werden. Dazu wird die Chipvorrichtung so angeordnet, dass die äußeren Spulensysteme in die äußeren Spalten 214 zumindest hineinragen.
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In dem Spalt 252 ist ein inneres Joch mit zwei Dornen 254 ausgebildet. Die Dornen bilden dabei ein zweites Paar Polstücke. Vorzugsweise sind die beiden Dornen 254 so in dem inneren Spalt 252 angeordnet, dass sich ihre Längsrichtung parallel zu der Magnetisierungsrichtung 204 erstreckt. Dabei kann die maximale Länge 11 eines Dorns 254 größer als die Hälfte des Abstands d1 sein. Jeder der beiden Dornen 254 ist näher an einer anderen Flussleitschicht 210 angeordnet. Die beiden Dornen 254 überlappen sich teilweise in der Richtung 38a und weisen an ihrem Überlappungsbereich einen Abstand d4 in einer Richtung 22a auf. Bevorzugterweise ist die Richtung 22a senkrecht zu der Richtung 38a gerichtet. Zwischen den beiden Dornen 254 liegt somit ein innerer Spalt 256 mit einer Breite gleich dem Abstand d4. Vorzugsweise ist der Abstand d4 deutlich kleiner als der Abstand d3.
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Die beiden Dornen 254 sind aus einem Material hergestellt, welches gute Flussleit-Eigenschaften aufweist. In dem inneren Spalt 256 liegt deshalb ein Magnetfeld vor, dessen Feldlinien 22 möglichst senkrecht zum Feld 214 in Richtung 22a verlaufen, wie 6 entnehmbar. Die Feldlinien 22 liegen somit in einem Winkel ungleich 0° und ungleich 180° zu den Feldlinien 38 ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind die Feldlinien 22 senkrecht zu den Feldlinien 38 ausgerichtet. Somit ist es möglich, unter Verwendung von nur dem einen Hartmagneten 202 mit der Magnetisierungsrichtung 204 ein Gesamtmagnetfeld zu realisieren, dessen Feldlinien 22 und 38 in örtlichen begrenzten Bereichen zueinander senkrecht ausgerichtet sind. Das Gesamtmagnetfeld ist somit lokal um einen Winkel von 90° gedreht.
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Das zwischen den Dornen 254 vorliegende Magnetfeld mit den Feldlinien 22 kann dazu genutzt werden, die Spiegelplatte einer Chipvorrichtung um die erste Drehachse zu verstellen. Dazu wird die Chipvorrichtung, welche ähnlich den oben beschriebenen Chipvorrichtungen ausgebildet sein kann, so in dem Magnetjoch 250 befestigt, dass das innere Spulensystem zumindest teilweise zwischen die Dornen 254 hineinragt. Vorzugsweise wird die Chipvorrichtung nur von dem Joch aus den beiden Dornen 254 gehalten. Dies gewährleistet eine gute thermomechanische Entkopplung. Zusätzlich können die Dornen 254 in einem minimalen Abstand zu der zugeordneten Flussleitschicht 210 angeordnet sein. Dies verbessert die thermomechanische Entkopplung. Gleichzeitig ist die Chipvorrichtung mittels der Polschuhe 212 vor einem lateralen Versatz oder einem Verdrehen gesichert.
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Da zur Herstellung des Magnetjochs 250 mit den realisierbaren Feldlinien 22 und 38 nur der eine Hartmagnet 202 nötig ist, müssen beim Zusammensetzen des Magnetjochs 250 keine gegenseitigen Abstoßungskräfte von mehreren Magneten überwunden werden. Dies erleichtert die Herstellung des Magnetjochs 250 gegenüber herkömmlichen magnetischen Antrieben. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Hartmagneten 202 in einem unmagnetisierten Zustand in dem Magnetjoch 250 zu verbauen, und ihn erst nach der Montage in ein mikromechanisches Bauteil mittels eines äußeren Magnetfelds aufzumagnetisieren.
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Zusätzlich ist es möglich, die Spalte 214 und 252 mit nicht magnetischen Materialien zu füllen. Beispiele für entsprechende Materialen und ihre Nutzung werden weiter unten noch genauer beschrieben.
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7 zeigt eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Magnetjochs des mikromechanischen Bauteils.
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Das gezeigte Magnetjoch 300 gewährleistet aufgrund einer Modifikation der Polschuhe 212 gesteigerte Feldstärken der Magnetfelder in den Spalten 214 und 246. Es unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform durch die Verjüngungen der Polschuhe 212 und der Dornen 254 an den in die Spalte 214 hineinragenden Enden. Zur Vereinfachung sind die Verjüngungen an den Polschuhen 212 und an den Dornen 254 in 7 treppenförmig dargestellt.
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Vorteilhafter ist es hingegen, an den Polschuhen 212 und an den Dornen 254 kontinuierliche Verjüngungen auszubilden. Insbesondere durch die Ausbildung von Spitzen lassen sich gesteigerte Feldstärken für die gewünschten Magnetfelder erzielen.
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Der Auslenkwinkel einer verstellbaren Spiegelplatte hängt linear von der Feldstärke des magnetischen Feldes, der Anzahl der Windungen des Spulensystems, der Stromstärke des durch das Spulensystem fließenden Stroms und einem mittleren Abstand des Spulensystems von einer Drehachse ab. Eine gesteigerte Feldstärke ist somit besonders vorteilhaft.
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Beispielsweise kann über eine Verjüngung der Polschuhe 212 und der Dornen 254 bei einer Windungsanzahl von 30 Windungen eines Spulensystems und bei einem Strom durch das Spulensystem mit einer Stromstärke von 70 mA bei einer Gesamtbreite des inneren Rahmens von 3 mm eine Auslenkung von mindestens 7° erzielt werden. Bei einer Rahmenbreite von 6 mm wird mit einer Stromstärke von 70 mA und einer Windungsanzahl von 15 Windungen kann ein Magnetfeld von 0,4 Tesla im äußeren Bereich und ein Magnetfeld von 0,1 Tesla im inneren Bereich erzielt werden.
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8A und 8B zeigen schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Weichmagnete in der Verkapselung sind.
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Das mikromechanische Bauteil weist eine Chipvorrichtung 350 auf, welche beispielsweise einer der oben anhand der 1 bis 4 beschriebenen Chipvorrichtungen oder einer Kombination aus diesen entspricht. Die Chipvorrichtung 350 umfasst ein verstellbares Stellelement, ein inneres Spulensystem, Torsionsfedern und Federn. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind jedoch in den 8A und 8B nur die Spulen 352 der äußeren Spulensysteme dargestellt.
Die Chipvorrichtung 350 befindet sich in einem als Verkapselung ausgebildeten Gehäuses, welches aus einer Bodenplatte 353, zwei Seitenwänden 354 und einer als Deckplatte ausgebildeten Glasplatte 356 zusammengesetzt ist. Vorzugsweise ist die Chipvorrichtung 350 einstückig mit zumindest einem Teilstück 358 der Seitenwände 354 ausgebildet. Beispielsweise werden die Spiegelplatte, die Torsionsfedern, die Federn und die Teilstücke 358 aus einer gemeinsamen Siliziumschicht herausgeätzt. Vor oder nach dem Herausätzen kann eine leitfähige Beschichtung auf der Siliziumschicht aufgebracht und zum Herstellen der Spulen 352 geeignet strukturiert werden.
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Vor einem Befestigen der Glasplatte 356 an den Seitenwänden 354 können die an der Glasplatte 356 befestigten Weichmagnete 360 hergestellt werden. Beispielsweise wird dazu die Glasplatte 356 mit einem Material mit guten Flussleit-Eigenschaften zumindest teilweise beschichtet. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Eisen. Anschließend kann die Beschichtung der Glasplatte 356 mittels eines geeigneten Ätzverfahrens so strukturiert werden, dass die Weichmagnete 360 in einer geeigneten Form vorliegen. Die Glasplatte 356 mit den Weichmagneten 360 kann anschließend an den Seitenwänden 354, beispielsweise über ein Sealglass-Bonden, befestigt werden.
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Die aus den Komponenten 353 bis 356 gebildete Verkapselung mit der darin angeordneten Chipvorrichtung 350 und den Weichmagneten 360 kann in einem Spalt eines (nicht skizzierten) Magnetjochs befestigt werden. Das Magnetjoch umfasst einen Hartmagneten, Jocharme und Polschuhe, welche so ausgebildet sind, dass in den Bereichen der äußeren Spulensysteme mit den Spulen 253 ein Magnetfeld mit in einer ersten Richtung ausgerichteten Magnetfeldlinien vorliegt. Beispielsweise entspricht das Magnetjoch den anhand der 5 bis 7 beschriebenen äußeren Magnetjochen.
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Über die im Inneren der Verkapselung angeordneten Weichmagnete 360 ist eine Drehung des Magnetfeldes erzielbar. Das Magnetfeld wird dabei so gedreht, dass im Bereich des inneren Spulensystems ein Magnetfeld vorliegt, dessen Richtlinien in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung gerichtet sind. Die Weichmagnete 360 sind somit so ausgerichtet, dass sie ein kleineres Joch schaffen, das orthogonal zu dem äußeren Joch ausgerichtet ist.
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Da das Magnetfeld eines Magnetjoches an den Polen am stärksten ist, ist es vorteilhaft, das innere Joch möglichst dicht an Strombahnen der resonanten Achse der Chipvorrichtung 350 heranzubringen. Dies ist am einfachsten möglich, indem die Weichmagnete 360 in einen Bestandteil der Verkapselung der Chipvorrichtung 350 integriert werden. Das Integrieren der Magnete 360 an oder in einen Bestandteil der Verkapselung verbessert die Stabilität der Weichmagnete 360. Beispielsweise gewährleistet das Anbringen der Magnete 360 an der Glasplatte 356 einen Biegeschutz für die Weichmagnete 360. Somit können die Weichmagnete 360 eine feine Struktur aufweisen. Ein direkter Kontakt zu dem Joch ist zwar von Vorteil für die Erzielung eines maximalen magnetischen Feldes, man erhält aber auch in diesem Fall ausreichend hohe Feldstärken, da das Magnetfeld zum größten Teil auf die inneren weichmagnetischen Teilstück überspringt.
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Zusätzlich gewährleistet eine Integration der Weichmagnete 360 in die aus den Komponenten 353 bis 356 zusammengesetzte Verkapselung ein geringeres Risiko einer Beschädigung der Weichmagnete 360. Die Weichmagnete 360 sind somit vor Umwelteinflüssen geschützt.
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Häufig sind die Anforderungen an Ebenheit und Rauhigkeit der Oberfläche der Spiegelplatte hoch. Zusätzlich können Temperaturen, wie sie bei gängigen Halbleiterprozessen häufig auftreten, die Qualität der Oberfläche der Spiegelplatte beeinträchtigen. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn ein Bedampfen der Spiegelplatte mit einer reflektierenden Schicht, beispielsweise Aluminium oder Silber, erst während eines späteren Schrittes im Prozessablauf erfolgt. Durch das Ausbilden einer Öffnung 362 in der Glasplatte 356, wie sie in 8B dargestellt ist, besteht die Möglichkeit, das Bedampfen der an der Chipvorrichtung 350 ausgebildeten Spiegelplatte gegen Ende des Herstellungsverfahrens auszuführen. Anschließend kann die Öffnung 362 verschlossen werden, um einen definierten Druck im Inneren der Verkapselung einzustellen und die Chipvorrichtung 350 und die Weichmagnete 360 vor Umwelteinflüssen zu schützen.
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9A bis 9C zeigen eine Seitenansicht, eine Draufsicht und einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils.
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Das dargestellte mikromechanische Bauteil 400 weist die oben schon beschriebenen Komponenten auf. Auf eine erneute Beschreibung dieser Komponenten wird deshalb hier verzichtet.
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Die dargestellte Chipvorrichtung 10 ist zwischen den beiden äußeren Jochen eingeklemmt. Das äußere Spulensystem liegt somit mittig in den Bereichen mit der maximalen magnetischen Feldstärke. Beispielsweise weist das Magnetfeld eine Feldstärke von 0,4 Tesla im Bereich der Spulen auf. Dies gewährleistet ein quasistatisches Verstellen des inneren Rahmens um die (nicht skizzierte) zweite Drehachse.
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Aufgrund der hohen Feldstärke des Magnetfelds in den Spalten 214 können die äußeren Spulensysteme eine vergleichsweise niedrige Windungszahl haben. Dies reduziert den Innenwiderstand der äußeren Spulensysteme.
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Die Breite der Polschuhe 212 kann den Ausdehnungen der äußeren Spulensysteme entspricht. Dies gewährleistet zusätzlich ein räumlich konstantes Magnetfeld in den Bereichen der äußeren Spulensysteme.
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Wie in den 9A und 9B zu erkennen ist, haben die Magnete 254 eine dreieckige Form. Durch die dreieckige Form der Magnete 254 wird das Magnetfeld lokal in seiner Richtung um einen Winkel größer 0° bis zu max. 90° gedreht.
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10A bis 10E zeigen Querschnitte und eine Seitenansicht zum Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein mikromechanisches Bauteil.
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10A zeigt einen Querschnitt durch zwei Einzelteile 450 und 452 zum Herstellen des mikromechanischen Bauteils vor ihrem Zusammensetzen. Bei den Einzelteilen 450 und 452 handelt es sich um ein U-Profil 450 aus einem Material mit guten Flussleit-Eigenschaften und um ein Epoxy-Profil 452.
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Das U-Profil 450 besteht zumindest teilweise aus einem Material mit guten Flussleit-Eigenschaften. Beispielsweise ist das U-Profil 450 aus Eisen geformt. Das Epoxy-Profil bzw. irgendein nichtmagnetisches Material 452 kann eine quaderförmige Form haben. Vorzugsweise ist das Epoxy-Profil 452 so geformt, dass es eine Breite b3 aufweist, welche der Ausdehnung der Aussparung des U-Profils 450 entspricht. Beispielsweise liegt die Breite b3 zwischen 3 bis 5 mm. Das Epoxy-Profil 452 weist eine Länge senkrecht zur Breite b3 auf, welche vorzugsweise deutlich länger als die Breite b3 ist. Wie weiter unten noch genauer ausgeführt wird, ermöglicht eine vorteilhafte Länge des Epoxy-Profils 452 ein Herstellen von mehreren Magnetjochen gleichzeitig.
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Anstelle des Epoxy-Profils 452 kann auch ein anderes Profil aus einem nicht magnetischen Werkstoff verwendet werden. Zusätzlich kann das anstelle des Epoxy-Profils 452 verwendete Profil aus einem nicht magnetischen Werkstoff geformt sein. Beispiele für einen entsprechenden Werkstoff sind Kunststoff, Glas und/oder Keramik (bzw. alle außer Fe und Ni und ein paar seltenen Erden). Dabei ermöglicht die Verwendung eines nicht leitfähigen Werkstoffs das Integrieren von Kontakten 454 in dem Profil.
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Die beiden Einzelteile 450 und 452 werden zusammengefügt. Beispielsweise werden die beiden Einzelteile 450 und 452 zusammengeklebt. Das Resultat ist in 10B dargestellt.
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Als Alternative zu dem anhand der 10A und 10B beschriebenen Verfahrensschritt kann das für das Epoxy-Profil 452 verwendete Material auch in das U-Profil 450 gespritzt werden. Dies gewährleistet ebenfalls ein festes Zusammenfügen der beiden Einzelteile 450 und 452 zu einem bevorzugten Gesamtprofil.
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10C zeigt einen Querschnitt durch die beiden Profile 450 und 452 nach einem Bohren und/oder einem Fräsen einer Aussparung 456. Die Aussparung 456 erstreckt sich durch das Verbindungsteil des U-Profils 450 in das Epoxy-Profil 452. Durch das Ausbilden der Aussparung 456 wird das U-Profil 450 in zwei freistehende Metallleisten 458 unterteilt. Die freistehenden Metallleisten 458 bilden die Pole des im Weiteren hergestellten Magnetjochs.
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Alternativ auch alle anderen Verfahren, Teile zusammenzukleben, -schweißen etc. angewendet werden, bei dem das Joch freigefräst werden kann, da durch das Fräsen die geringsten Toleranzen erzielt werden können.
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Die Aussparung 456 kann in ihrem unteren Bereich Verjüngungen aufweisen. Beispielsweise hat die Aussparung 456 eine obere Breite b4, eine mittlere Breite b5 und eine untere Breite b6. Die Verjüngungen der Aussparung 456 mit der mittleren Breite b5 und der unteren Breite b6 liegen bevorzugt in dem Epoxy-Profil 452. In den Verjüngungen der Aussparung 456 können in einem weiteren Verfahrensschritt Chipvorrichtungen fixiert werden. Die obere Breite b4 kann beispielsweise zwischen 0,5 und 2 mm betragen. Die mittlere Breite b5 und die untere Breite b6 sind entsprechend angepasst.
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Um die auf der Chipvorrichtung ausgebildeten Leiterbahnen möglichst nahe an den Polen des Magnetjochs anzuordnen, ist es vorteilhaft, den Abstand zwischen den Polen möglichst gut zu tolerieren und die Chipvorrichtung entsprechend vorteilhaft anzuordnen. Der Abstand zwischen den Polen sollte dabei möglichst geringe Toleranzen aufweisen. Über ein Bohren und/oder ein Fräsen der Aussparung 456 ist ein Festlegen des Abstands mit Toleranzen von höchstens 10 µm gewährleistet. Somit ist es möglich, den Abstand zwischen den zwei freistehenden Metallleisten 458 mit einer Genauigkeit von 10 µm festzulegen. Zusätzlich ist durch das Festlegen des Abstands zwischen den beiden freistehenden Metallleisten 458 über ein Bohren und/oder ein Fräsen eine minimale Fertigungsstreuung bei den später hergestellten Magnetjochen gewährleistet. Gleichzeitig sind eine hohe Maßhaltigkeit und eine gute Symmetrie 10 der Aussparung 456 gegeben.
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Nach dem Bohren und/oder dem Fräsen können Chipvorrichtungen 460 und 462 in der Aussparung 456 fixiert werden. Beispielsweise erfolgt das Fixieren der Chipvorrichtungen 460 und 462 über ein Kleben. Dabei ist auch ein Stapeln der Chipvorrichtungen 460 und 462 möglich. In Längsrichtung des Profils können somit mehrere Systeme aufgebaut werden. Das Resultat ist in 10D dargestellt.
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Die Chipvorrichtung 460 kann beispielsweise einer der oben beschriebenen Chipvorrichtungen oder einer Kombination aus diesen entsprechen. Auf der Chipvorrichtung 462 können Komponenten zum Ansteuern der Chipvorrichtung 460 integriert sein.
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10E zeigt eine Seitenansicht zum Darstellen eines Trennens der Profile 450 und 452 in mehrere Einzelsysteme. Das Ausbilden einer Schnittebene 464 erfolgt dabei über die bekannten Trennmethoden.
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In den oberen Absätzen sind die Polstücke als Dornen bezeichnet. Eine dornenähnliche Form ist für die Polstücke vorteilhaft. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dornenähnliche Polstücke beschränkt. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung in den oberen Absätzen anhand eines als verstellbare Spiegelplatte ausgebildeten Stellelements beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine verstellbare Spiegelplatte eingeschränkt. Anstelle der Spiegelplatte kann das mikromechanische Bauteil mit dem magnetischen Antrieb auch ein anderes Stellelement aufweisen.