DE102008001663B4

Micromechanical component i.e. micro-mirror, has positioning element i.e. mirror plate, adjustable with respect to base substrate by bending spring mechanism based on different internal stresses of subunits

Abstract

Micromechanical component (10, 60, 70, 80, 90) having a base substrate (12, 100); a relative to the base substrate (12, 100) adjustable adjusting element (14), wherein the actuating element (14) about a center axis (28) is rotatable; and a spring device (38, 72, 122) having a first sub-unit with a first residual stress and a second sub-unit (106, 114, 126, 148) with a second residual stress deviating from the first residual stress; wherein the adjusting element (14) is connected to the base substrate (12, 100) via the spring device (38, 72) and is bent by bending the spring device (38, 72) due to the different residual stresses of the first subunit and the second subunit (106, 114 , 126, 148) relative to the base substrate (12, 100) is adjustable, wherein the adjusting element (14) via the bending of the spring means (38,

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8 claims: 8 independent, 0 dependent

  1. 1
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) With a basic substrate (12. 100);one opposite the base substrate (12. 100) adjustable control element (14), wherein the actuating element (14) about a center axis (28) is rotatable;and a spring device (38. 72. 122) with a first subunit having a first residual stress and a second subunit (106. 114. 126. 148) with a second residual stress deviating from the first residual stress;where the actuator (14) via the spring device (38. 72) with the base substrate (12. 100) and via a bending of the spring device (38. 72) due to the different residual stresses of the first subunit and the second subunit (106. 114. 126. 148) relative to the base substrate (12. 100) is adjustable, wherein the actuating element (14) about the bending of the spring device (38. 72) due to the different residual stresses of the first subunit and the second subunit (106. 114. 126. 148) is adjustable to an initial position in which it is at an initial inclination angle (α) not equal to 0 ° and not equal to 180 ° to the base substrate (12. 100) is arranged inclined. Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) mit einem Grundsubstrat (12, 100);einem gegenüber dem Grundsubstrat (12, 100) verstellbaren Stellelement (14), wobei das Stellelement (14) um eine Mittenachse (28) drehbar ist;und einer Federeinrichtung (38, 72, 122) mit einer ersten Untereinheit mit einer ersten Eigenspannung und einer zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) mit einer von der ersten Eigenspannung abweichenden zweiten Eigenspannung;wobei das Stellelement (14) über die Federeinrichtung (38, 72) mit dem Grundsubstrat (12, 100) verbunden ist und über ein Biegen der Federeinrichtung (38, 72) aufgrund der verschiedenen Eigenspannungen der ersten Untereinheit und der zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) gegenüber dem Grundsubstrat (12, 100) verstellbar ist, wobei das Stellelement (14) über das Biegen der Federeinrichtung (38, 72) aufgrund der verschiedenen Eigenspannungen der ersten Untereinheit und der zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) in eine Ausgangstellung verstellbar ist, in welcher es um einen Ausgangs-Neigungswinkel (α) ungleich 0° und ungleich 180° zu dem Grundsubstrat (12, 100) geneigt angeordnet ist.
  2. 2
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) according to claim 1 with an electrostatic and / or magnetic drive (24. 26), wherein the electrostatic and / or magnetic drive (24. 26) is adapted to a spring force of the spring device (38. 72) and the actuator (14) with respect to the basic substrate (12. 100) from the initial position in at least one end position to adjust. Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) nach Anspruch 1 mit einem elektrostatischen und/oder magnetischen Antrieb (24, 26), wobei der elektrostatische und/oder magnetische Antrieb (24, 26) dazu ausgelegt ist, einer Federkraft der Federeinrichtung (38, 72) entgegen zu wirken und das Stellelement (14) bezüglich des Grundsubstrats (12, 100) aus der Ausgangsstellung in mindestens eine Endstellung zu verstellen.
  3. 3
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) according to claim 2, wherein the electrostatic and / or magnetic drive (24. 26) one fixed to the base substrate (12. 100) arranged stator electrode unit (26) and one by means of the spring device (38. 72) adjustable with the base substrate (12. 100) connected actuator electrode unit (24). Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) nach Anspruch 2, wobei der elektrostatische und/oder magnetische Antrieb (24, 26) eine fest an dem Grundsubstrat (12, 100) angeordnete Stator-Elektrodeneinheit (26) und eine mittels der Federeinrichtung (38, 72) verstellbar mit dem Grundsubstrat (12, 100) verbundene Aktor-Elektrodeneinheit (24) umfasst.
  4. 4
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) according to one of the preceding claims, wherein the first residual stress of the first subunit and / or the second residual stress of the second subunit (106. 114. 126. 148) is an extrinsic residual stress and / or an intrinsic residual stress. Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Eigenspannung der ersten Untereinheit und/oder die zweite Eigenspannung der zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) eine extrinsische Eigenspannung und/oder eine intrinsische Eigenspannung ist.
  5. 5
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) according to one of the preceding claims, wherein the spring device (38. 72) a first spring (46) and a second spring (44), which are arranged two-legged to each other, and wherein the spring device (38. 72) is bent so that the first spring (46) a curvature on a base substrate (12. 100) facing the underside of the first spring (46) and the second spring (44) a bulge on one of the base substrate (12. 100) facing away from the top of the second spring (44) having. Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (38, 72) eine erste Feder (46) und eine zweite Feder (44) umfasst, welche zweischenklig zueinander angeordnet sind, und wobei die Federeinrichtung (38, 72) so gebogen ist, dass die erste Feder (46) eine Wölbung auf einer dem Grundsubstrat (12, 100) zugewandten Unterseite der ersten Feder (46) aufweist und die zweite Feder (44) eine Wölbung auf einer von dem Grundsubstrat (12, 100) abgewandten Oberseite der zweiten Feder (44) aufweist.
  6. 6
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) according to claim 5, wherein the second subunit (126. 148) a coating (148) of the underside of the first spring (46) with a material having a compressive stress and / or a coating (126) of the top of the second spring (44) comprising a material having a compressive stress. Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) nach Anspruch 5, wobei die zweite Untereinheit (126, 148) eine Beschichtung (148) der Unterseite der ersten Feder (46) mit einem Material mit einer Druckspannung und/oder eine Beschichtung (126) der Oberseite der zweiten Feder (44) mit einem Material mit einer Druckspannung umfasst.
  7. 7
    Micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) according to claim 5 or 6, wherein the second subunit (106. 114) a coating (114) an upper side of the first spring (46) with a material having a tensile stress and / or a coating (106) an underside of the second spring (44) with a material having a tensile stress. Mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die zweite Untereinheit (106, 114) eine Beschichtung (114) einer Oberseite der ersten Feder (46) mit einem Material mit einer Zugspannung und/oder eine Beschichtung (106) einer Unterseite der zweite Feder (44) mit einem Material mit einer Zugspannung umfasst.
  8. 8
    Manufacturing method for a micromechanical component (10. 60. 70. 80. 90) with the steps:Forming one opposite a base substrate (12. 100) adjustable control element (14), wherein the actuating element (14) about a center axis (28) is rotatable;and Forming a spring device (38. 72) with a first subunit having a first residual stress and a second subunit (106. 114. 126. 148) with a second residual stress deviating from the first residual stress, wherein the actuating element (14) via the spring device (38. 72) with the base substrate (12. 100) and a bending of the spring device (38. 72) due to the different residual stresses of the first subunit and the second subunit (106. 114. 126. 148) relative to the base substrate (12. 100) is adjusted, wherein the actuating element (14) about the bending of the spring device (38. 72) due to the different residual stresses of the first subunit and the second subunit (106. 114. 126. 148) is adjusted to an initial position in which it is at an initial inclination angle (α) not equal to 0 ° and not equal to 180 ° to the base substrate (12. 100) is arranged inclined. Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil (10, 60, 70, 80, 90) mit den Schritten: Bilden eines gegenüber einem Grundsubstrat (12, 100) verstellbaren Stellelements (14), wobei das Stellelement (14) um eine Mittenachse (28) drehbar ist;und Bilden einer Federeinrichtung (38, 72) mit einer ersten Untereinheit mit einer ersten Eigenspannung und einer zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) mit einer von der ersten Eigenspannung abweichenden zweiten Eigenspannung, wobei das Stellelement (14) über die Federeinrichtung (38, 72) mit dem Grundsubstrat (12, 100) verbunden wird und über ein Biegen der Federeinrichtung (38, 72) aufgrund der verschiedenen Eigenspannungen der ersten Untereinheit und der zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) gegenüber dem Grundsubstrat (12, 100) verstellt wird, wobei das Stellelement (14) über das Biegen der Federeinrichtung (38, 72) aufgrund der verschiedenen Eigenspannungen der ersten Untereinheit und der zweiten Untereinheit (106, 114, 126, 148) in eine Ausgangstellung verstellt wird, in welcher es um einen Ausgangs-Neigungswinkel (α) ungleich 0° und ungleich 180° zu dem Grundsubstrat (12, 100) geneigt angeordnet ist.