【摘 要】
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对许多微传感器和微执行器(如微加速度计、微麦克风以及微开关等),压膜空气阻尼对器件性能有重要影响.分析MEMS器件压膜空气阻尼的传统方法是采用雷诺方程.为了降低阻尼的影响,一个简单有效的方法是在板上开孔或开槽,这样,空气将主要从孔或槽中泄出,减小了阻尼.事实上,在表面微机械技术中为了腐蚀牺牲层也需要开孔或槽.此前,我们针对孔板结构得到了修正的雷诺方程并以长条孔板为例得到了有限宽度和有限厚度孔板压膜
【机 构】
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微电子学系专用电路国家重点实验室,复旦大学(上海) 上海微系统和信息技术研究所,中国科学院(上海)
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对许多微传感器和微执行器(如微加速度计、微麦克风以及微开关等),压膜空气阻尼对器件性能有重要影响.分析MEMS器件压膜空气阻尼的传统方法是采用雷诺方程.为了降低阻尼的影响,一个简单有效的方法是在板上开孔或开槽,这样,空气将主要从孔或槽中泄出,减小了阻尼.事实上,在表面微机械技术中为了腐蚀牺牲层也需要开孔或槽.此前,我们针对孔板结构得到了修正的雷诺方程并以长条孔板为例得到了有限宽度和有限厚度孔板压膜阻尼的压强分布和阻尼力的解析结果.本文在前文的基础上推导出了一个槽板结构压膜空气阻尼的微分方程.该方程与传统雷诺方程的区别是增加了一个项以表示气体从槽流出对阻尼的影响.利用此方程结合适当的边界条件,可以求解槽板压膜阻尼的压强分布和阻尼力.该槽板结构压膜空气阻尼的微分方程对槽板的厚度和横向尺度没有限制,完善地解决了分析有限尺寸槽板的边界条件和槽板的厚度对压膜阻尼的影响的困难.
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