论文部分内容阅读
MEMS驱动器作为微电子机械系统的基本单元，具有尺寸小、成本低、机械特性好和可批量化生产等优点，在光学、通信、生物医学、精密加工和微流体等领域有着广泛的应用。研究大位移MEMS驱动器有助于提高器件的性能，对MEMS的发展具有重要的意义。 针对许多MEMS器件和系统对低驱动电压、大位移MEMS驱动器阵列的应用需求，本论文通过对MEMS驱动器的工作原理、材料结构、制作工艺、测试方法及应用等科学和技术问题进行研究，开发出电磁驱动的大位移MEMS驱动器，并将其应用于MEMSVOA阵列和RFMEMS开关。 论文的主要研究工作包括以下几个方面: (1)对洛伦兹力驱动的MEMS大位移驱动器的工作原理进行了详细分析，提出了两种MEMS驱动器的结构，即基于Si-金属复合梁结构和Al-SiO2复合梁结构的MEMS大位移驱动器，理论分析了结构参数对驱动器的性能影响，确定了驱动器的结构参数。 (2)针对基于Si-金属复合梁结构和Al-SiO2复合梁结构的两种MEMS大位移驱动器构型，设计了微纳加工工艺流程，实现了高成品率制作。在磁场中，对两种结构驱动器的动态特性测试结果表明:驱动器在低驱动电压下可以实现大位移运动，位移量与驱动电流和磁感应强度均成线性关系，抗冲击能力强，稳定性好。 (3)将所研制的MEMS大位移驱动器应用于光学和射频领域，设计并制作了用于红外场景生成的16×16元MEMS可变光衰减器阵列和RF MEMS开关，对器件性能进行了系统测试。