基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关制造技术

本发明专利技术公开了一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，包括：基座和可动梁，所述基座上设有固定电极；所述可动梁连接在所述基座上且所述可动梁上设有与所述固定电极位置对应的活动电极，其中，至少部分所述可动梁由二氧化钒材料制成以在所述二氧化钒材料相变时发生形变，以使所述活动电极与所述固定电极连通或断开。根据本发明专利技术实施例的微机械开关，可以利用二氧化钒材料的相变过程发生形变使活动电极与固定电极连通或断开，来改变微机械开关的通断状态，不仅能够保证较长的工作寿命、较大的驱动力和较好的机械稳定性，而且具有结构简单紧凑、机械性能好、应用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关
本专利技术涉及机械开关器件
，更具体地，涉及一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关。
技术介绍
为了将微机械开关广泛集成到低电压电路中，需要保证微机械开关的驱动电压尽可能低。相关技术中的低驱动电压的微机械开关，开关的驱动力和工作寿命往往无法满足实际应用。
技术实现思路
本专利技术基于本申请的专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的：相关技术中的微机械开关，基于传统的驱动原理，为了保证微机械开关的较低的驱动电压，有的通过减小器件体积来降低驱动电压，有的通过降低结构刚度来降低驱动电压，有的则通过减小电极间距来降低驱动电压。但是，本申请的专利技术人通过大量的研究和实验发现，采用上述改进方法的微机械开关，很难兼顾驱动电压和微机械开关的工作寿命，无法满足实际应用。本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，该微机械开关可利用二氧化钒材料的相变过程发生形变来改变微机械开关的通断状态，而且能够保证较大的驱动力、较好的机械稳定性和较长的工作寿命，还具有结构简单紧凑、机械性能好、应用范围广等优点。根据本专利技术实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，包括：基座和可动梁，所述基座上设有固定电极；所述可动梁连接在所述基座上且所述可动梁上设有与所述固定电极位置对应的活动电极，其中，至少部分所述可动梁由二氧化钒材料制成以在所述二氧化钒材料相变时发生形变，以使所述活动电极与所述固定电极连通或断开。根据本专利技术实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，在基座上设置固定电极，将可动梁连接在基座上，将活动电极设在可动梁上，通过将至少部分可动梁设置为由二氧化钒材料制成，可以利用二氧化钒材料的相变过程发生形变使活动电极与固定电极连通或断开，来改变微机械开关的通断状态，不仅能够保证较长的工作寿命、较大的驱动力和较好的机械稳定性，而且具有结构简单紧凑、机械性能好、应用范围广等优点。另外，根据本专利技术实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一些实施例，所述可动梁包括一层薄膜或多层叠置的薄膜，其中，至少一层所述薄膜为二氧化钒材料薄膜。可选地，所述二氧化钒材料薄膜为二氧化钒薄膜或掺杂有铬、钨、镓、铝、铁、钛、铌、钼、铼、氟、氢中的至少一种元素的二氧化钒材料薄膜。根据本专利技术的一些实施例，所述可动梁的端部与所述基座相连，所述活动电极位于所述可动梁的位移最大点处。可选地，所述可动梁的端部通过连接件连接在所述基座上。可选地，所述可动梁被构造为单固支点的悬臂梁结构、多固支点的悬臂梁结构或多端固支的桥膜结构。根据本专利技术的一些实施例，所述固定电极设于所述基座的邻近所述可动梁的表面上，所述活动电极设于所述可动梁的邻近所述基座的表面上。可选地，所述固定电极由一层薄膜或多层上下叠置的薄膜组成，其中远离所述基座的薄膜为导体材料薄膜，所述活动电极由一层薄膜或多层上下叠置的薄膜组成，其中远离所述可动梁的薄膜为导体材料薄膜。根据本专利技术的一些实施例，所述固定电极为并列设置的多个，所述活动电极设在所述可动梁上以连通或断开多个所述固定电极。根据本专利技术的一些实施例，所述基座包括间隔设置的第一基座和第二基座，所述第一基座的邻近所述第二基座的表面上设有所述固定电极，所述可动梁设在所述第一基座和所述第二基座之间且与所述第二基座相连，所述可动梁的邻近所述第一基座的表面上设有所述活动电极。根据本专利技术的一些实施例，所述基座包括间隔设置的第一基座和第二基座，所述第一基座的邻近所述第二基座的表面上设有第一固定电极，所述第二基座的邻近所述第一基座的表面上设有第二固定电极，所述可动梁设在所述第一基座和所述第二基座之间且与所述第一基座和所述第二基座中的其中一个相连，所述可动梁的邻近所述第一基座的表面上设有第一活动电极，所述可动梁的邻近所述第二基座的表面上设有第二活动电极，以使所述第一固定电极与第一活动电极和第二固定电极与第二活动电极中的其中一组连通且另一组断开。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一些实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关的侧视图；图2是根据本专利技术一些实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关的俯视图，其中，虚线圈示的范围表示连接件的设置位置；图3是根据本专利技术另一些实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关的俯视图，其中，虚线圈示的范围表示连接件的设置位置；图4是根据本专利技术另一些实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关的侧视图；图5是根据本专利技术再一些实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关的侧视图；图6是根据本专利技术再一些实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关的侧视图。附图标记：100：微机械开关；1：基座；11：固定电极；110：第一基座；120：第二基座；111：第一固定电极；112：第二固定电极；2：可动梁；21：活动电极；211：第一活动电极；212：第二活动电极；3：连接件。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面参考图1-图6描述根据本专利技术实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关100。其中，上下方向和左右方向分别参照图示的上下方向和左右方向为例进行描述，为了便于描述和理解，下文中将基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关100简称为微机械开关100。如图1-图6所示，根据本专利技术实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关100包括：基座1和可动梁2，基座1可以作为微机械开关100的支承部件支承可动梁2，基座1上设有固定电极11。如图1和图4所示，可动梁2连接在基座1上，并且可动梁2上可以设有与固定电极11位置对应的活动电极21。换言之，微机械开关100的机械可动结构为梁，可动梁2上设有活动电极21，活动电极21与固定电极11位置对应，即活动电极21设在可动梁2上与固定电极11相对的区域。例如，在如图1和图4所示的示例中，在左右方向上，活动电极21与固定电极11位置对应，以便活动电极21和固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，包括：基座，所述基座上设有固定电极；可动梁，所述可动梁连接在所述基座上且所述可动梁上设有与所述固定电极位置对应的活动电极，其中，至少部分所述可动梁由二氧化钒材料制成以在所述二氧化钒材料相变时发生形变，以使所述活动电极与所述固定电极连通或断开。

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，包括：基座，所述基座上设有固定电极；可动梁，所述可动梁连接在所述基座上且所述可动梁上设有与所述固定电极位置对应的活动电极，其中，至少部分所述可动梁由二氧化钒材料制成以在所述二氧化钒材料相变时发生形变，以使所述活动电极与所述固定电极连通或断开。2.据权利要求1所述的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，所述可动梁包括一层薄膜或多层叠置的薄膜，其中，至少一层所述薄膜为二氧化钒材料薄膜。3.根据权利要求2所述的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，所述二氧化钒材料薄膜为二氧化钒薄膜或掺杂有铬、钨、镓、铝、铁、钛、铌、钼、铼、氟、氢中的至少一种元素的二氧化钒材料薄膜。4.根据权利要求1所述的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，所述可动梁的端部与所述基座相连，所述活动电极位于所述可动梁的位移最大点处。5.根据权利要求4所述的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，所述可动梁的端部通过连接件连接在所述基座上。6.根据权利要求4所述的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，所述可动梁被构造为单固支点的悬臂梁结构、多固支点的悬臂梁结构或多端固支的桥膜结构。7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，其特征在于，所述固定电极设于所述基座的邻近所述可动梁的表面上，所述活动电极设于所述可动梁的邻近所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤政，董恺琛，吴军桥，姚杰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11