微机电系统光开关的扭臂式静电驱动结构设计

• 作者: 刘军 李海华 王庆康
• 来源期刊: 上海交通大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 扭臂式静电驱动微执行器 力矩法 Pull-in电压 力电耦合分析方法
• 年，卷（期）: 2015,（11）
• 页码范围: 1675-1679
• 分类号: TP211
• 语种: 中文
• DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.11.015

摘要

基于扭臂式静电驱动微执行器的基本模型,运用力矩法推导出该结构的Pull-in电压和角度,并设计了用于微机电系统(Micro Electronic Mechanical System,MEMS)光开关的单晶硅扭臂式静电驱动结构参数.在所选结构参数下,运用力电耦合分析方法,研究了空气阻尼作用对扭臂式静电驱动结构Pull-in电压的影响.对所设计的驱动结构,考虑空气阻尼作用时,Pull-in电压增大约7％.对单晶硅扭臂式静电驱动结构进行应力分析得到,当上下极板发生吸合时,结构应力均匀分布在上电极,且扭臂的最大内应力仅为72.848MPa,远小于单晶硅的屈服强度,整个驱动结构的设计是稳定可靠的;用力矩法推导出的该结构的Pull-in电压适用于该微静电驱动系统.研究结果为扭臂式微驱动器参数选择提供了依据.