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负载刚度对电热微执行器输出性能的影响分析
引用本文:高建忠,赵玉龙,蒋庄德,杨静.负载刚度对电热微执行器输出性能的影响分析[J].半导体学报,2006,27(1):162-167.
作者姓名:高建忠  赵玉龙  蒋庄德  杨静
作者单位:西安交通大学精密工程研究所,西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,西安 710049;西安交通大学精密工程研究所,西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,西安 710049;西安交通大学精密工程研究所,西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,西安 710049;西安交通大学精密工程研究所,西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,西安 710049
基金项目:中国科学院资助项目 , 科技部科研项目
摘    要:针对微机电系统中电热微执行器和位移放大机构都具有柔性的事实,从理论上分析了作为负载系统的柔性位移放大机构对微执行器输出位移的影响,并用有限元方法对二者的工作性能进行了仿真.结果表明,电热微执行器外接负载的刚度和执行器本身刚度的比值是影响整个组合器件性能的重要因素.最后用深层反应离子刻蚀技术(DRIE)在硅隔离衬底(SOI)上加工了电热微执行器和柔性位移放大机构,并对其进行了测试,测试结果与有限元分析结果符合得很好.

关 键 词:微机电系统  微执行器  柔性机构  深刻蚀  负载刚度  热微执行器  输出性能  影响分析  Microactuators  Thermal  Output  Stiffness  Load  有限元分析  测试结果  加工  硅隔离衬底  DRIE  离子刻蚀技术  反应  深层  因素  器件性能  组合
文章编号:0253-4177(2006)01-0162-06
收稿时间:06 20 2005 12:00AM
修稿时间:08 13 2005 12:00AM

Effect of Load Stiffness on the Output of Thermal Microactuators
Gao Jianzhong,Zhao Yulong,Jiang Zhuangde and Yang Jing.Effect of Load Stiffness on the Output of Thermal Microactuators[J].Chinese Journal of Semiconductors,2006,27(1):162-167.
Authors:Gao Jianzhong  Zhao Yulong  Jiang Zhuangde and Yang Jing
Abstract:Due to the fact that micro-electromechanical systems (MEMS) based thermal microactuators and displacement amplification mechanisms are all compatible,the stiffness match between these two components is important to consider to achieve adequate output in the design phase.First,the effect of load stiffness on microactuators is theoretically analyzed.The finite element method (FEM) is then used to simulate the performance of both thermal actuators and compatible amplifiers.It is shown that the stiffness ratio between microactuators and compatible transmissions significantly influences the performance of the combined mechanism.Prototypes are fabricated on an SOI substrate with deep reaction ion etching (DRIE) technology and then are tested.Experimental results coincide well with the theoretical predictions.
Keywords:micro-electromechanical systems  microactuators  compliant mechanisms  DRIE
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