[發(fā)明專利]電極橫向可動(dòng)的微機(jī)械圓盤諧振器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410150582.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN103964369A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董林璽;俞權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微機(jī)械諧振器結(jié)構(gòu)，尤其是一種電極橫向可動(dòng)的微機(jī)械圓盤諧振器。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS），是微電子技術(shù)的拓寬和延伸，它是將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，并將微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS相對(duì)宏觀機(jī)電裝置而言，其優(yōu)勢(shì)在于尺寸微小，厚度一般不超多1cm。另外，MEMS器件可用與集成電路相兼容的工藝進(jìn)行大批量、低成本生產(chǎn)，因此性價(jià)比相對(duì)于傳統(tǒng)制造技術(shù)有很大程度提高。MEMS 技術(shù)是最適于開發(fā)智能化產(chǎn)品的技術(shù)，它能夠提高微電子產(chǎn)品的計(jì)算能力及微傳感器和微執(zhí)行器的感知和控制能力。

微機(jī)械圓盤諧振器是近年來(lái)一種新型微機(jī)電元器件。與梁氏、梳齒式諧振器相比，它具有頻率高、集成度高、Q值高、功耗小等優(yōu)勢(shì)，因此廣泛應(yīng)用于振蕩器、濾波器等無(wú)線通信系統(tǒng)中。在圓盤諧振器中，輸入輸出電極與振動(dòng)圓盤間的間隙決定著諧振器的運(yùn)動(dòng)電阻，從而影響輸出電流大小。此外，圓盤諧振器可通過(guò)連接梁與其他圓盤連接形成諧振器陣列，從而線性地降低運(yùn)動(dòng)電阻。但是，輸入輸出電極與振動(dòng)圓盤間的初始間隙雖然采用相同的光刻刻蝕等工藝制作而成，但是由于工藝的非理想性，會(huì)使兩邊的電極間隙產(chǎn)生微小誤差。此誤差將導(dǎo)致諧振器實(shí)際運(yùn)動(dòng)電阻高于理論值，并使諧振器陣列的運(yùn)動(dòng)電阻相對(duì)于單個(gè)諧振器不能線性降低。因此，優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償由于工藝造成的兩端電極間隙不匹配，是亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述背景技術(shù)所存在的不足, 本發(fā)明提供一種電極橫向可動(dòng)的微機(jī)械圓盤諧振器。該諧振器能夠改變輸入輸出電極與圓盤初始間隙大小，改善電極間隙的不匹配，從而降低運(yùn)動(dòng)電阻。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括振動(dòng)圓盤、電極、電極桿、矩形彈性臂、電極臂、點(diǎn)狀支承、金屬導(dǎo)線和基片。

振動(dòng)圓盤兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有電極，其中的一個(gè)電極為輸入電極、另一個(gè)電極為輸出電極；電極桿的一端與電極連接，另一端與矩形彈性臂連接，矩形彈性臂的兩端分別通過(guò)電極臂與點(diǎn)狀支承固定，點(diǎn)狀支承下方為基片；矩形彈性臂和電極臂表面設(shè)置二氧化硅電絕緣層，并在上方鋪上金屬導(dǎo)線，采用外部金絲球焊技術(shù)用金線將金屬導(dǎo)線兩端的驅(qū)動(dòng)電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入恒流源；將金屬導(dǎo)線置入到一個(gè)均勻磁場(chǎng)中時(shí)；此時(shí)，金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的安培力帶動(dòng)矩形彈性臂產(chǎn)生橫向移動(dòng)，導(dǎo)致電極也產(chǎn)生橫向移動(dòng)；當(dāng)安培力與矩形彈性臂自身產(chǎn)生的彈性恢復(fù)力相等時(shí)，電極靜止；通過(guò)控制輸入的恒流源以及磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電極橫向移動(dòng)大小。

進(jìn)一步說(shuō)，點(diǎn)狀支承、電極臂和矩形彈性臂由多晶硅制成；點(diǎn)狀支承使電極臂、矩形彈性臂、電極桿和輸入輸出電極懸空；輸入電極上方引入交流電壓焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入交流電壓；輸出電極上方引入交流電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，用以檢測(cè)輸出電流。

進(jìn)一步說(shuō)，振動(dòng)圓盤通過(guò)圓盤錨點(diǎn)固定在基片上，其中振動(dòng)圓盤以及圓盤錨點(diǎn)由多晶硅制成；圓柱形錨點(diǎn)一邊連接基片，一邊連接圓盤使其懸空在基片上；圓盤上方引入偏置電壓焊點(diǎn)并用金線連接到封裝管殼引腳上，并接入一定值的直流偏置電壓。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)安培力的作用，使電極產(chǎn)生固定的橫向移動(dòng)，優(yōu)化了電極結(jié)構(gòu)。通過(guò)橫向可動(dòng)電極，彌補(bǔ)了工藝誤差導(dǎo)致的兩端電極間隙不匹配，從而降低運(yùn)動(dòng)電阻，提高諧振器性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖2是圖1中一邊電極結(jié)構(gòu)左視圖。

圖3是圖1中圓盤結(jié)構(gòu)主視圖。

圖中1：振動(dòng)圓盤，2：圓盤錨點(diǎn) ，3.1：輸入電極，3.2：輸出電極，4.1：交流電壓焊點(diǎn)，4.2：交流電流焊點(diǎn)，5.1、5.2：電極桿，6.1、6.2：矩形彈性臂，7.1、7.2、7.3、7.4：電極臂，8.1、8.2、8.3、8.4：點(diǎn)狀支承，9.1、9.2：金屬導(dǎo)線，10.1、10.2、10.3、10.4：驅(qū)動(dòng)電流焊點(diǎn)，11：偏置電壓焊點(diǎn)，12：基片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。