1. 研究目的与意义
研究背景:微小型化始终是当代科技发展的重要方向,系统的微小型化具有广阔的发展空间和重要意义。mems(微电子机械系统技术)被誉为21世纪带有革命性的高新技术,它的诞生和发展是“需求牵引”和“技术推动”的综合结果。mems的发展始于20世纪60年代,是微电子和微机械的巧妙结合,其基础技术包括硅各向异性刻蚀技术、硅/硅键合技术、表面微机械技术、liga技术等,充分展示了微系统技术及其微系统的巨大应用前景。而在众多的驱动机构技术中,电热驱动机构是一种驱动方式新颖的后起之秀,自从1988年第一个电热驱动的硅微驱动器被研制出来后,二十多年来通过众多研究人员的努力,得到了长足的发展,研制出了各种各样的应用产品。
目的:设计一个mems热敏驱动器,研究其响应时间和驱动电压值等,并利用电脑软件(cad,matlab等)模拟其温度分布。
意义:mems微驱动器是微机电系统的一个重要研究方向,尤其是mems热敏驱动器更是该领域的研究热点之一。通过计算机模拟分析,问实际尺寸提供参考,并研究mems热敏驱动器响应时间和驱动电压值,探讨其与传统驱动器相比较的优劣性,确定其在实际生活中应用的可行性,方便性等。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:设计一个MEMS热敏驱动器:将两种膨胀系数不同的材料粘合在一起,当温度发生变化时,两种材料热膨胀的成都就不会相同,因此发生弯曲变形。并计算出该驱动器的响应时间、驱动电压值,最后用一个模拟方法计算温度分布。
预期目标:成功设计出一个MEMS热敏驱动器,并用计算机软件(包括CAD,Consol)计算模拟出它的响应时间、驱动电压值和温度分布。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:计算机模拟与分析。
步骤:
(1)模拟设计mems可变电容器,通过可变电容器极板间距的改变实现热敏驱动器的工作。
(2)有限元模拟。分别通过传导、对流和热辐射三种热传递方式实现热传递,对设计的mems热敏驱动器进行有限元模拟测试。测试过程中通过改变某一单一条件,而另外条件不变,观察数据及结果。
4. 参考文献
(1)黄继伟,王志功,热驱动式rf mems开关设计[j],东南大学学报(英文版),23(4),2007:520-523
(2)李黎明,ansys有限元分析实用教程[m],北京:清华大学出版社,2005: 233-254
(3)黄继昌,徐巧鱼,张海贵,传感器工作原理及应用实例[m],北京:人民邮电出版社,1998:160
(4)祝效华,余志祥,ansys高级工程有限元分析范例精选[m],北京:电子工业出版社,2004: 526-570
5. 计划与进度安排
1.2022年3月1日-2022年3月12日:查看任务书并按要求完成开题报告,交予指导老师审核。查看外文文献并翻译。
2.2022年3月13日-2022年5月21日:按开题报告及任务书完成论文撰写工作。
3.2022年4月17日-2022年4月30日:向指导老师汇报课题进展情况,并回答老师提问。
4.2022年5月8日-2022年5月14日:完成论文初稿并交予指导老师审阅,请老师提出意见。
