MEMS 谐振器制造技术

本发明专利技术提供一种MEMS谐振器包括：主基板，其在所述主基板的中心形成接收部；质量体，其具有通过主基板的两侧弹性支承的一个端部和中心部；驱动单元，其配置在主基板上的接收部的一侧，并且通过施加至质量体的一个端部的两侧的电压产生驱动扭矩，从而相对于主基板移动质量体的位置；以及，调谐部，其包括相对于第二弹性构件对称设置的一对调谐单元，并且具有梁构件，上述梁构件通过驱动每个调谐单元的操作来改变第二弹性构件的长度，从而控制频率。

MEMS resonator

The invention provides a MEMS resonator including: main board, which is formed on the main substrate receiving center; quality of body, which has the elastic support on both sides of the main substrate of one end of the driving unit, and a central part; one side of the receiver configuration on the main substrate, and the voltage on both sides one end of the body is applied to mass produce the driving torque, thereby moving relative to the main body position of the substrate quality; and, including tuning, tuning unit with respect to a pair of symmetrical elastic member second is arranged, and with beams, the beams to change the length of the elastic member second is driven by each the tuning of the operation unit, so as to control the frequency.

【技术实现步骤摘要】
MEMS谐振器
本专利技术涉及一种MEMS谐振器，且更具体地，涉及这样一种MEMS谐振器：当向致动器施加电压来人为地限制支承质量体的弹簧时,上述MEMS谐振器可通过控制刚度来调整谐振频率的方法在不持续施加电压的状态下保持调谐状态(tuningstate)。
技术介绍
一般地，微机电系统(MEMS：Micro-Electro-MechanicalSystem)技术用于通过处理硅、晶体(crystal)、或玻璃来制造微型机械结构，例如超高密度集成电路。通过硅处理技术开始的MEMS技术能够通过应用半导体精细加工技术实现以低成本大量生产超小尺寸产品，其中，半导体精细加工技术是用于在结构上重复例如沉积和蚀刻的处理过程，从而使尺寸、成本和功率损耗都能显著减少。具体地，MEMS谐振器广泛地应用于各种场合，例如，加速系统、惯性传感器例如角速度系统、RF滤波器、质量检测传感器以及微透镜扫描仪(microlensscanner)。MEMS谐振器由质量体、弹簧以及阻尼器组成，并且检测由于从外部输入的物理量，例如，质量体的振幅和谐振频率，即谐振特性引起的转换系数。然而，当MEMS谐振器由于制造过程的误差或者操作环境，即，外部温度或压力而导致其自身的频率发生变化时，存在缺陷。然而，现有的调整频率方法是复杂且昂贵的，并且在电调谐类型中，存在需要持续施加电压的缺陷。上述在背景部分所公开的信息仅用于增强本专利技术背景的理解，并且因此，其可包括不形成本国内本领域内的普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
一种MEMS谐振器配置成在通过施加电压至致动器来限制连接至质量体的弹簧时，通过控制刚度来调整谐振频率，并且在完成调谐后，甚至当电压被移除时，通过碳纳米管(CNT：carbonnanotube)的摩擦力仍能保持调谐状态。在本专利技术的一个或多个示例性实施例中，一种MEMS谐振器包括：主基板，其在主基板的中心形成接收部；质量体，其位于主基板上的接收部的中心，并且具有在主基板的两侧、通过第一弹性构件和第二弹性构件弹性地支承的一个端部和中心部；驱动单元，其配置在主基板上的接收部的一侧，并且通过施加至质量体的一个端部的两侧的电压产生驱动扭矩，从而相对于主基板移动质量体的位置；以及，调谐部，其包括相对于第二弹性构件对称地设置为一对的一对调谐单元，上述一对调谐单元对应于质量体的中心部的两侧，分别配置在接收部，并且所述调谐部具有梁构件，上述梁构件通过每个调谐单元的致动操作来改变第二弹性构件的长度，从而控制频率。上述调谐单元可包括：辅助基板，其对应于质量体的中心部，配置在主基板的接收部内；第一致动器，其配置在辅助基板和主基板之间的接收部中，并且根据施加电压驱动相对于位于接收部的中心的片梭位于两侧的每个接触端，从而控制片梭的移动；第二致动器，其在第二弹性构件的相反侧位于第一致动器的后部，并且配置有多个加热线上的驱动梁，上述加热线通过施加电压进行伸展从而作用在片梭的后端；以及，梁构件，其设置成使其能够与在辅助基板和主基板之间的接收部内的第二弹性构件接触，并且固定于片梭(shuttle)的前端。上述片梭的前端部可连接至布置在辅助基板和主基板之间的第三弹性构件。上述第一致动器可包括位于辅助基板和主基板之间的接收部的中心的片梭，上述第一致动器可分别对应于辅助基板和主基板，在片梭的两侧布置，从而在各自内端形成接触片梭的接触端，并且上述第一致动器可具有由连接至来自接触端的电极的第一梁和第二梁制成的变形部。第一梁可对应于片梭，布置在两侧，第二梁可以相同的厚度在接触端的相反侧形成在第一梁的外侧，并且第二梁短于第一梁。第一致动器的各个接触端和对应于该接触端的片梭可以涂布有碳纳米管(CNT)。在第二致动器中，多个加热线可通过支承端在两端整体连接(连接成一体)，驱动梁可配置在各个加热线的中心部，并且该驱动梁可通过各个加热线的伸展变化量来接触片梭的后端，从而驱动片梭。梁构件可以椭圆形状的曲面形成。主基板可以是绝缘体上硅(SOI)基板。驱动单元可以制成为梳齿驱动器(combfingerdriver)。本专利技术的示例性实施例施加电压至第二致动器来将与第一致动器的接触端接触的片梭移动至连接至质量体的弹簧的侧边，从而限制弹簧并且控制其刚度，并且因此，通过调整谐振频率的方法，甚至当电压供应被移除时仍可通过涂布在接触端的CNT的摩擦力保持调谐状态，从而在功率损耗方面存在非常有益的效果。此外，能够从本专利技术的示例性实施例中获得或者预期的效果将在下文的详细描述中直接或者暗示地进行描述。即，在下文详细描述中将描述从本专利技术的示例性实施例预期的各种效果。附图说明图1是根据本专利技术的示例性实施例的MEMS谐振器的截面图。图2是根据本专利技术的示例性实施例的MEMS谐振器的调谐单元的放大截面图。图3是解释根据本专利技术的示例性实施例的MEMS谐振器的调谐单元的运行图。具体实施方式应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公交车、卡车、各式商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是同时具有两种或多种动力源的车辆，例如，同时汽油驱动和电驱动的车辆。本文所使用的专有名词仅是为了说明特定实施例的目的，而非意在限制本专利技术。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在也包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何或全部组合。贯穿说明书，除非明确描述与之相反，词语“包括”以及其变形例如“包含”或者“含有”将理解成意味着包括所述元素但是不排除任意其他元素。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“-者”、“-器”以及“模块”意味着用于处理至少一个功能或者操作的单元，并且其可通过硬件组件或者软件组件以及其二者联合进行实施。此外，本专利技术的控制逻辑可实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统中，以便例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)，以分布方式存储和执行计算机可读介质。在下文中，将参考附图描述本专利技术的示例性实施例。然而，稍后将进行描述的附图和详细说明涉及用于有效地说明本专利技术的特征的若干示例性实施例中的一个示例性实施例。因此，本专利技术不仅限于下述附图和描述。图1是根据本专利技术的示例性实施例的MEMS谐振器的截面图，并且图2是根据本专利技术的示例性实施例的MEMS谐振器的调谐单元的放大截面图。参考图1，根据本专利技术的示例性实施例的MEMS谐振器1包括主基板11、质量体13、驱动单元15、以及调谐部17。首先，主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS谐振器,包括：主基板，其在所述主基板的中心形成接收部；质量体，其位于所述主基板的接收部的中心，并且具有在所述主基板的两侧、通过第一弹性构件和第二弹性构件弹性地支承的一个端部和中心部；驱动单元，其配置在所述主基板的接收部的一侧，并且通过施加至所述质量体的一个端部的两侧的电压产生驱动扭矩，从而相对于所述主基板移动所述质量体的位置；以及调谐部，其包括相对于所述第二弹性构件对称设置的一对调谐单元，所述一对调谐单元对应于所述质量体的中心部的两侧，分别配置在所述接收部，并且所述调谐部具有梁构件，所述梁构件通过每个调谐单元的致动操作来改变所述第二弹性构件的长度，从而控制频率。

【技术特征摘要】
2015.12.11 KR 10-2015-01774651.一种MEMS谐振器,包括：主基板，其在所述主基板的中心形成接收部；质量体，其位于所述主基板的接收部的中心，并且具有在所述主基板的两侧、通过第一弹性构件和第二弹性构件弹性地支承的一个端部和中心部；驱动单元，其配置在所述主基板的接收部的一侧，并且通过施加至所述质量体的一个端部的两侧的电压产生驱动扭矩，从而相对于所述主基板移动所述质量体的位置；以及调谐部，其包括相对于所述第二弹性构件对称设置的一对调谐单元，所述一对调谐单元对应于所述质量体的中心部的两侧，分别配置在所述接收部，并且所述调谐部具有梁构件，所述梁构件通过每个调谐单元的致动操作来改变所述第二弹性构件的长度，从而控制频率。2.根据权利要求1所述的MEMS谐振器，其中所述调谐单元包括：辅助基板，其对应于所述质量体的中心部，配置在所述主基板的接收部的内部；第一致动器，其配置在所述辅助基板和所述主基板之间的所述接收部中，并且根据施加电压驱动相对于位于所述接收部的中心的片梭位于两侧的每个接触端，从而控制所述片梭的移动；第二致动器，其在所述第二弹性构件的相反侧位于所述第一致动器的后部，并且配置有多个加热线上的驱动梁，所述加热线通过施加电压进行伸展从而作用在所述片梭的后端；以及梁构件，其设置成使其能够与在所述辅助基板和所述主基板之间的接收部内部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞一善，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR