平行可动电极厚度测量方法、装置及系统制造方法及图纸

技术编号:20617748 阅读:28 留言:0更新日期:2019-03-20 12:38
本申请涉及一种平行可动电极厚度测量方法、装置及系统。所述方法包括:获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置;根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度,因此,通过平行可动电极厚度测量方法建立偏置电压、电极间距与可动电极的厚度之间的关系,避免了传统技术直接采用仪器测量带来的误差,提高了测量平行结构静电换能器的可动电极的厚度的精度,进而为分析静电换能器的性能提高良好的支持。

【技术实现步骤摘要】
平行可动电极厚度测量方法、装置及系统
本申请涉及微机电系统
,特别是涉及一种平行可动电极厚度测量方法、装置及系统。
技术介绍
静电换能器是由两个可以存储相反电荷的导体构成的电容器。按功能,静电换能器可分为传感器与执行器。在MEMS(MicroElectroMechanicalSystems,微机电系统)领域,由于很多器件通常具有较大的表面积/体积比以及非常小的质量,使得静电力成为MEMS中常见的一种驱动方式,从而静电换能器在该领域得到广泛的应用。其中,常见的静电MEMS器件包括RF(RadioFrequency、无源器件)MEMS开关、MEMS微镜、MEMS惯性器件等。在静电换能器的结构中,可动电极的厚度是静电换能器的结构设计及性能测试分析中的关键参数之一,因此,准确的测量静电换能器的可动电极的厚度对分析静电换能器的性能以及研究静电换能器的结构起到至关重要的作用。然而,在实现过程中,专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题:传统的测量技术无法准确地测量出静电换能器的可动电极的厚度。
技术实现思路
基于此,有必要针对上述技术问题,提供的平行可动电极厚度测量方法、装置及系统。一种平行可动电极厚度测量方法,方法包括以下步骤:获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置;根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度。在其中一个实施例中,偏置电压小于静电换能器的临界电压。在其中一个实施例中,获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离的步骤包括:获取静电换能器在第一偏置电压下的第一极间距离、在第二偏置电压下的第二极间距离以及在第三偏置电压下的第三极间距离;根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度的步骤中:根据第一偏置电压、第二偏置电压、第一极间距离、第二极间距离以及第三极间距离,得到可动电极的厚度。在其中一个实施例中,第一偏置电压、第二偏置电压或第三偏置电压为零电压。在其中一个实施例中,基于以下公式获取厚度:其中,V1表示第一偏置电压;V2表示第二偏置电压;第三偏置电压为零电压;D1表示第一极间距离;D2表示第二极间距离;D3表示第三极间距离;t表示厚度。一种平行可动电极厚度测量装置,装置包括:数据获取模块,用于获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置;厚度获取模块,用于根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度。一种平行可动电极厚度测量系统,系统包括计算机设备;所述计算机设备用于实现以下步骤:获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置;根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度。在其中一个实施例中,还包括激光共聚显微镜以及电源设备;激光共聚显微镜、电源设备连接计算机设备;计算机设备用于向电源设备发送控制指令,以使电源设备根据控制指令向静电换能器施加各偏置电压;激光共聚显微镜用于采集各极间距离,并将各极间距离传输给计算机设备。在其中一个实施例中,计算机设备控制调整激光共聚显微镜的放大倍率,以使激光共聚显微镜清晰拍摄静电换能器。一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置;根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:通过获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离,根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度,其中,极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置,因此,通过平行可动电极厚度测量方法建立偏置电压、电极间距与可动电极的厚度之间的关系,避免了传统技术直接采用仪器测量带来的误差,提高了测量平行结构静电换能器的可动电极的厚度的精度,进而为分析静电换能器的性能提高良好的支持。附图说明图1为一个实施例中平行可动电极厚度测量方法的流程示意图;图2为一个实施例中静电换能器的结构示意图;图3为一个实施例中平行可动电极厚度测量系统的结构示意图;图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图;图5为一个实施例中平行可动电极厚度测量装置的结构框图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。为了解决传统的测量技术无法准确地测量出测量静电换能器的可动电极的厚度的问题,在一个实施例中,如图1所示,提供了一种平行可动电极厚度测量方法,包括以下步骤:步骤S110,获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;极间距离为静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置。其中,静电换能器为平行结构的静电换能器,即静电换能器的可动电极和固定电极为平行板,且可动电极与固定电极平行间隔设置。静电换能器在被施加偏置电压后,静电换能器的可动电极会向靠近固定电极的方向位移。极间距离为静电换能器在偏置电压下,其可动电极达到最大位移量时,可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离。在一个示例中,如图2所示,展示了一种静电换能器,极间距离为可动电极21的第一端面至固定电极23的第一端面的距离,其中,可动电极的第一端面远离固定电极设置;固定电极的第一端面靠近可动电极设置。需要说明的是,至少要采集静电换能器在三个不同的偏置电压下对应的极间距离。进一步的,偏置电压小于静电换能器的临界电压,其中,临界电压为使可动电极接触固定电极的最小电压。步骤S120,根据各偏置电压和各极间距离,得到可动电极的厚度。具体的,以图2所示的静电换能器为例详细地说明获取可动电极的厚度,静电换能器在施加某个偏置电压时,静电换能器的可动电极和固定电极之间产生静电力,基于以下公式获取静电力:其中,Fe表示静电力;ε表示固定电极可可动电极之间的填充材料的介电常数;A表示可动电极和固定电极之间相互重合的极板面积;g表示静电换能器在施加某个偏置电压时可动电极与固定电极的相邻两端面之间的间距。需要说明的是,当偏置电压小于临界电压时,可动电极与固定电极的相邻两端面之间的间距g稳定在(g0)区间内,如图2所示,g0表示静电换能器在未施加偏置电压时可动电极与固定电极的相邻两端面之间的间距,也可称为初始间距,g0为极间距离与可动电极的厚度的差值;当偏置电压大于临界电压时,可动电极被下拉至于固定电极接触。将g=D-t代入(1)式,需要说明的是,D表示极间距离,t表示可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行可动电极厚度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;所述极间距离为所述静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;所述可动电极的第一端面远离所述固定电极设置;所述固定电极的第一端面靠近所述可动电极设置;根据各所述偏置电压和各所述极间距离,得到所述可动电极的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种平行可动电极厚度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离;所述极间距离为所述静电换能器的可动电极的第一端面至固定电极的第一端面的距离;所述可动电极的第一端面远离所述固定电极设置;所述固定电极的第一端面靠近所述可动电极设置;根据各所述偏置电压和各所述极间距离,得到所述可动电极的厚度。2.根据权利要求1所述的平行可动电极厚度测量方法,其特征在于,所述偏置电压小于所述静电换能器的临界电压。3.根据权利要求2所述的平行可动电极厚度测量方法,其特征在于,获取静电换能器在各偏置电压下分别对应的极间距离的步骤包括:获取所述静电换能器在第一偏置电压下的第一极间距离、在第二偏置电压下的第二极间距离以及在第三偏置电压下的第三极间距离;根据各所述偏置电压和各所述极间距离,得到所述可动电极的厚度的步骤中:根据所述第一偏置电压、所述第二偏置电压、所述第一极间距离、所述第二极间距离以及所述第三极间距离,得到所述可动电极的厚度。4.根据权利要求3所述的平行可动电极厚度测量方法,其特征在于,所述第一偏置电压、所述第二偏置电压或所述第三偏置电压为零电压。5.根据权利要求4所述的平行可动电极厚度测量方法,其特征在于,基于以下公式获取所述厚度:其中,V1表示所述第一偏置电压;V2表示所述第二偏置电压;所述第三偏置电压为零电压;D1表示所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄钦文恩云飞王蕴辉朱军华董显山
申请(专利权)人:中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1