一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于微機械靜電驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】的一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)。所述梳齒的形狀采用三角形與梯形結(jié)合的方式，或是三角形與矩形結(jié)合的方式，或是梯形之間互相結(jié)合的方式。所述微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)是兩片梳齒對插，直接與器件基底固連的為定電極，通過主梁、彈簧梁與器件基底固連的為動電極，主梁、彈簧梁、動電極共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)的可動部分。在微機械靜電驅(qū)動器的定電極與動電極之間施加電壓，靜電力就會驅(qū)動動電極發(fā)生機械運動或是產(chǎn)生位移。本發(fā)明的梳齒結(jié)構(gòu)在微機械靜電驅(qū)動器的使用，相比于使用傳統(tǒng)的矩梳齒的靜電驅(qū)動器，可以在不降低驅(qū)動行程的前提下，降低驅(qū)動電壓。
【專利說明】一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于微機械靜電驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]靜電驅(qū)動是微機械驅(qū)動技術(shù)的一種重要方式，在目前的微機電器件中有廣泛的應(yīng)用。目前在靜電驅(qū)動結(jié)構(gòu)中最常見的是矩形梳齒陣列結(jié)構(gòu)。但是目前的矩形梳齒靜電驅(qū)動器存在著驅(qū)動力偏小、驅(qū)動電壓過高的問題。而微機電器件的應(yīng)用場合往往對驅(qū)動電壓有上限要求，或是對驅(qū)動力有下限要求。解決這一矛盾的常見辦法包括增加陣列中梳齒數(shù)量，減小結(jié)構(gòu)剛度等。增加梳齒數(shù)量的弊端是會增加器件的質(zhì)量和體積，減小結(jié)構(gòu)剛度則存在著降低機械穩(wěn)定性的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，其特征在于，梳齒的形狀采用三角形與梯形結(jié)合的方式，或是三角形與矩形結(jié)合的方式，或是梯形之間互相結(jié)合的方式；其中單個梳齒的光刻面圖形形狀為斜三角形或斜梯形，即非直角三角形或非直角梯形。
[0004]所述梳齒的形狀采用三角形與梯形結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在器件基底上先作出一段梯形，在梯形頂部連接三角形。
[0005]所述三角形與矩形結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在器件基底上先作出一段矩形，接著再作三角形。
[0006]所述梯形之間互相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在器件基底上先作出一段大梯形，接著再作小梯形。
[0007]所述微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)是兩片梳齒對插，直接與器件基底固連的為定電極，通過主梁、彈簧梁與器件基底固連的為動電極，主梁、彈簧梁、動電極共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)的可動部分。
[0008]本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的梳齒結(jié)構(gòu)在微機械靜電驅(qū)動器的使用，相比于使用傳統(tǒng)的矩形梳齒的靜電驅(qū)動器，可以在不降低驅(qū)動行程的前提下，可提高單個梳齒在同樣大小電壓下的驅(qū)動力，從而起到降低驅(qū)動電壓的作用；可以在不提高加工難度(即不減小結(jié)構(gòu)形狀的最小間隙寬度和最小結(jié)構(gòu)寬度)且保持較大行程的前提下，提高單個梳齒單位電壓下的驅(qū)動力，從而降低結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為三角形與梯形結(jié)構(gòu)組合的梳齒形狀。
[0010]圖2為三角形與矩形結(jié)構(gòu)組合的梳齒形狀。
[0011]圖3為多梯形組合的梳齒形狀。
[0012]圖4為靜電驅(qū)動器的原理不意圖。

【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提供一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖予以說明。微機械靜電驅(qū)動器的梳齒形狀包括:
[0014]圖1所示的三角形與梯形結(jié)構(gòu)組合的梳齒形狀。采用三角形與梯形結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在基底I上先作出一段梯形2，在梯形頂部連接三角形3。
[0015]圖2所示的三角形與矩形結(jié)構(gòu)組合的梳齒形狀，所述三角形3與矩形4結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在器件基底I上先作出一段矩形4，接著再作三角形3。
[0016]圖3所示的多梯形組合的梳齒形狀。所述梯形之間互相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在基底上先作出一段大梯形，接著再作小梯形。
[0017]其中單個梳齒的光刻面圖形形狀為斜三角形或斜梯形，S卩非直角三角形或非直角梯形。
[0018]圖4所示是一個靜電驅(qū)動器的原理示意圖，圖中所示的微機械靜電驅(qū)動器的梳齒結(jié)構(gòu)是兩片梳齒對插，直接與器件基底I固連的為定電極5，通過主梁6、彈簧梁8與器件基底I固連的為動電極7，主梁6、彈簧梁8、動電極7共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)的可動部分。在微機械靜電驅(qū)動器的定電極5與動電極7之間施加電壓，靜電力就會驅(qū)動動電極7發(fā)生機械運動或是產(chǎn)生位移。本發(fā)明的梳齒結(jié)構(gòu)在微機械靜電驅(qū)動器的使用，相比于使用傳統(tǒng)的矩形梳齒的靜電驅(qū)動器，可以在不降低驅(qū)動行程的前提下，降低驅(qū)動電壓。
【權(quán)利要求】
1.一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，其特征在于，梳齒的形狀采用三角形與梯形結(jié)合的方式，或是三角形與矩形結(jié)合的方式，或是梯形之間互相結(jié)合的方式；其中單個梳齒的光刻面圖形形狀為斜三角形或斜梯形，即非直角三角形或非直角梯形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述梳齒的形狀采用三角形與梯形結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在基底上先作出一段梯形，在梯形頂部連接三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述三角形與矩形結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在基底上先作出一段矩形，接著再作三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述梯形之間互相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是在基底上先作出一段大梯形，接著再作小梯形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微機械靜電驅(qū)動的梳齒結(jié)構(gòu)是兩片梳齒對插，直接與器件基底固連的為定電極，通過主梁、彈簧梁與器件基底固連的為動電極，主梁、彈簧梁、動電極共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)的可動部分。
【文檔編號】B81B3/00GK104326434SQ201410440148
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】高永豐, 尤政, 趙嘉昊 申請人:清華大學(xué)