【技术实现步骤摘要】
压电型微机电致动器装置和集成微机电致动器装置的设备相关申请的交叉参考本申请要求2017年11月27日提交的意大利专利申请第102017000135836号的优先权,其内容在法律允许的最大范围内通过引证引入本文。
本文描述的技术涉及基于压电技术的致动器装置以及包括致动器装置的设备,特别是扬声器。具体地,在下文中将参考通过MEMS(微机电系统)技术实现的致动器。
技术介绍
已知的微机械致动器具有膜结构,其利用半导体材料技术制造。设置有一个或多个压电元件的膜通过适当控制压电元件而在驱动方向上偏转。根据使用它的应用,膜的机械变形具有特定的用途。例如,在流体应用中,膜可以形成微泵或打印头(printhead)的一部分,并且其偏转可以用于引起大量流体的移位。微机械致动器的其他应用包括例如声学应用。压电致动的膜例如用于集成在便携式设备中的小型化扬声器,例如便携式计算机、膝上型计算机、笔记本电脑(包括超薄笔记本电脑)、PDA、平板电脑和智能电话。由于尺寸小,所述装置使得可以在面积和厚度方面遵守关于占用空间的严格要求。已经发现,通常,已知类型的致动器的膜在垂直于膜本身的平面的方向上具有几百微米(500-2000μm)的偏转(面外偏转)。这种性能可以通过增加膜的面积来获得,代价是占用空间。本领域需要提供一种具有压电致动的微机电装置,其将克服现有技术的缺点。
技术实现思路
在一个实施例中,微机电致动器装置包括固定结构和移动结构。移动结构被配置为沿着驱动方向移动并且包括第一可变形带、第二可变形带和第三可变形带,其在第一操作状态下位于静止平面中并且具有沿着与所述驱动方向正交的第一方向的 ...
【技术保护点】
1.一种微机电(MEMS)致动器装置,包括:固定结构;以及移动结构,被配置为沿着驱动方向移动,并且包括第一可变形带、第二可变形带和第三可变形带,所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带在第一操作状态中位于静止平面中,并且具有沿着与所述驱动方向正交的第一方向的相应主延伸部,所述第一可变形带被布置在所述第二可变形带和所述第三可变形带之间,并且通过相应的第一贯穿沟槽和第二贯穿沟槽而沿着所述第一方向与所述第二可变形带和所述第三可变形带机械地去耦;其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带均具有相应的端部、并连接在一起;其中所述第二可变形带通过第一支撑元件进一步耦合到所述固定结构,并且所述第三可变形带通过第二支撑元件耦合到所述固定结构,至少在第一操作状态中,所述第一支撑元件和所述第二支撑元件沿着与所述第一方向正交对称的相同的第一对称轴彼此对准;其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带分别容纳第一压电体、第二压电体和第三压电体;其中所述第二可变形带和所述第三可变形带、以及相应的所述第二压电体和所述第三压电体相对于彼此布置,并且被配置为使得在所述第二压电体和 ...
【技术特征摘要】
2017.11.27 IT 1020170001358361.一种微机电(MEMS)致动器装置,包括:固定结构;以及移动结构,被配置为沿着驱动方向移动,并且包括第一可变形带、第二可变形带和第三可变形带,所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带在第一操作状态中位于静止平面中,并且具有沿着与所述驱动方向正交的第一方向的相应主延伸部,所述第一可变形带被布置在所述第二可变形带和所述第三可变形带之间,并且通过相应的第一贯穿沟槽和第二贯穿沟槽而沿着所述第一方向与所述第二可变形带和所述第三可变形带机械地去耦;其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带均具有相应的端部、并连接在一起;其中所述第二可变形带通过第一支撑元件进一步耦合到所述固定结构,并且所述第三可变形带通过第二支撑元件耦合到所述固定结构,至少在第一操作状态中,所述第一支撑元件和所述第二支撑元件沿着与所述第一方向正交对称的相同的第一对称轴彼此对准;其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带分别容纳第一压电体、第二压电体和第三压电体;其中所述第二可变形带和所述第三可变形带、以及相应的所述第二压电体和所述第三压电体相对于彼此布置,并且被配置为使得在所述第二压电体和所述第三压电体被工作电压偏置的第二操作状态中,所述第二可变形带和所述第三可变形带经历负弯曲,所述负弯曲引起所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带的所述端部的在所述驱动方向上的平移、以及所述第一可变形带的在所述驱动方向上的平移;以及其中所述第一可变形带和相应的所述第一压电体相对于彼此布置,并且被配置为使得在所述第一压电体被偏置在所述工作电压时,所述第一可变形带经历正弯曲,所述正弯曲引起所述第一可变形带的至少一部分的在所述驱动方向上的另一平移,其在所述第一可变形带的所述端部之间延伸。2.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带的所述端部和所述第一可变形带的平移、以及所述第一可变形带的至少一部分的所述另一平移以彼此相加的形式,被指向为具有与所述驱动方向的定向相同的定向。3.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述第一压电体、所述第二压电体和所述第三压电体在所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带的相应第一侧处延伸;并且其中所述移动结构还包括:第一厚度增加区域,在所述第一可变形带的第一侧上,位于所述第一压电体上方;第二厚度增加区域,在所述第二可变形带的第二侧上,所述第二侧在所述驱动方向上与所述第一侧相对;以及第三厚度增加区域,在所述第三可变形带的相应第二侧上,所述相应第二侧在所述驱动方向上与相应第一侧相对。4.根据权利要求3所述的MEMS致动器装置,其中所述第一厚度增加区域在所述驱动方向上具有的厚度在0.2μm和20μm之间。5.根据权利要求3所述的MEMS致动器装置,其中所述第二厚度增加区域和所述第三厚度增加区域在所述驱动方向上具有的厚度相同,包括在0.2μm和20μm之间。6.根据权利要求3所述的MEMS致动器装置,其中所述第一厚度增加区域、所述第二厚度增加区域和所述第三厚度增加区域在所述第一方向上具有的延伸部等于或大于所述第一压电体、所述第二压电体和所述第三压电体的延伸部。7.根据权利要求3所述的MEMS致动器装置,其中所述第一厚度增加区域由氮化硅构成。8.根据权利要求3所述的MEMS致动器装置,其中所述第二厚度增加区域和所述第三厚度增加区域均由多晶硅构成。9.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述固定结构沿着所述移动结构延伸、并与所述移动结构相距一距离,使得所述固定结构和所述移动结构彼此机械地去耦,除了连接到所述第一支撑元件和所述第二支撑元件的区域。10.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述移动结构是由所述固定结构承载的悬挂平台,所述第一支撑元件和所述第二支撑元件在所述静止平面中形成处于所述第一操作状态和所述第二操作状态两者中的刚性悬挂结构。11.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述移动结构被悬挂在形成于半导体材料的本体中的腔体之上,所述本体至少部分地形成所述固定结构。12.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带在所述静止平面中具有矩形形状,所述矩形形状具有沿着所述第一方向的主侧面、以及沿着与所述第一方向正交并且与所述驱动方向正交的第二方向的副侧面;其中所述第一压电体、所述第二压电体和所述第三压电体在所述静止平面中具有矩形形状,所述矩形形状具有沿着所述第一方向的主侧面,其长度等于所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带的主侧面的一半;以及其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带的几何中心与所述第一压电体、所述第二压电体和所述第三压电体的相应几何中心重合。13.根据权利要求12所述的MEMS致动器装置,其中所述第一可变形带、所述第二可变形带和所述第三可变形带的几何中心与所述第一压电体、所述第二压电体和所述第三压电体的几何中心沿着所述第一对称轴彼此对准。14.根据权利要求12所述的MEMS致动器装置,其中所述移动结构相对于所述第一对称轴以及相对于第二对称轴进一步对称,所述第二对称轴平行于所述第一方向、并穿过所述第一可变形带的几何中心。15.根据权利要求1所述的MEMS致动器装置,其中所述移动结构还包括:第四可变形带和第五可变形带,位于所述静止平面中、并且在所述第一方向上具有相应的主延伸部,并且被布置在所述第二可变形带和所述第一支撑元件之间,在所述第一方向上通...
【专利技术属性】
技术研发人员:D·朱斯蒂,C·L·佩瑞里尼,
申请(专利权)人:意法半导体股份有限公司,
类型:发明
国别省市:意大利,IT
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。