微加工静电排斥驱动器特性分析

基于非均匀电场可产生静电排斥力的原理,设计制造了单元尺寸为300μm的MEMS静电排斥型离面驱动器。此驱动器不受静电吸合效应的限制,行程较传统静电吸引型驱动器有显著提高。利用表面硅工艺完成了该驱动器的加工。为研究静电排斥型驱动器的动态响应特性,建立了该驱动器的等效模型并利用数值计算方法分析了驱动器的压膜阻尼特性和幅频特性。采用白光干涉仪对微驱动器进行了静态和动态测试,测试结果表明,所设计的MEMS静电排斥驱动器在100V的电压下实现了2.1μm的驱动位移,工作带宽为2kHz,具有较快的响应速度。

一种新型MEMS离面驱动器的设计与分析

提出了一种基于静电排斥效应的MEMS离面驱动器,在消除静电拉入效应的同时得到了较大的静电排斥力。驱动器主要由三个下极板、一个上极板和弹簧梁组成。首先进行了静电排斥现象原理的分析,然后对弹簧梁中有和没有横梁时的弹性系数和模态进行了详细分析和对比,最后对驱动器的行程、驱动力、频率响应和带宽等性能进行了分析。结果表明,存在横梁时结构更加稳定,施加200V电压时,结构有2.5μm的位移和28μN的驱动力,而且带宽约为7kHz。该驱动器可运用于光通信和空间光调制等领域。