1. 研究目的与意义
背景:微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS),也叫做微电子机械系统、微机械、微系统等,是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的,融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。MEMS(微机电系统)在过去二十年间得到了广泛的研究和发展,在研究人员的努力下,许多结构精巧、功能强大的微传感器和微执行器应运而生。在基于各种工作原理的MEMS微执行器中,静电驱动方式由于结构和原理简单而得到最广泛的应用。静电驱动主要包括梳齿静电驱动和平行板电容驱动两种驱动方式。目的:以平行板电容驱动器作为研究对象,对其总体结构、加工工艺进行设计,并对所设计得静电驱动器的性能进行模拟分析。意义:MEMS是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。MEMS是一项革命性的新技术,广泛应用于高新技术产业,是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。它是一个独立的智能系统,可大批量生产,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等等以及它们的集成产品。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:本文主要对平行板电容器的总体结构,进行分析,对其加工工艺进行设计,并对所涉及得静电驱动器的性能进行模拟分析。
预期目标:成功设计出一个MEMS静电驱动器,并用计算机软件(包括CAD,Comsol)计算模拟出它的响应时间、驱动电压值和温度分布等。
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静电驱动器,通过驱动电压产生静电力实现驱动器镊子的工作。
(2)有限元模拟。对设计的mems静电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. 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 2. 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
3. powell a r, row land l b. sic materials-progress, dtatus, and potential toadblocks[j]. proceedings of the ieee, 2002, 90(6): 942-955
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。
