一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构制造技术

一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，涉及微机械静电驱动技术领域；包括n组相同的直线形梳齿组；n组直线形梳齿组水平均匀分布在外部器件的水平侧壁上；每组直线形梳齿组包括静梳齿和动梳齿；静梳齿和动梳齿为交错配合的E型结构；在外部静电的驱动下；动梳齿沿外部器件的水平侧壁，相对静梳齿进行靠近或远离的直线运动；静梳齿与动梳齿配合时，第一动电极伸入第一定电极和第二定电极之间；第二动电极伸入第二定电极和第三定电极之间；第三动电极设置在第三定电极之间外侧；本发明专利技术实现了在于传统技术同样的真空环境和驱动电压下，得到更大的驱动行程，且未增加工艺难度。

A Linear Comb Structure Driven by Electrostatic Force of Micromachineries

The utility model relates to a linear comb structure driven by electrostatic force of micromachineries, which relates to the technical field of electrostatic force of micromachineries, including n groups of identical linear comb groups, n groups of linear comb groups distributed horizontally uniformly on the horizontal side walls of external devices, each group of linear comb groups includes static comb and dynamic comb, static comb and dynamic comb are cross-matched E-shaped structures, and driven by external electrostatic force. The movable comb moves near or far from the static comb along the horizontal side wall of the external device; when the static comb and the movable comb cooperate, the first movable electrode extends between the first fixed electrode and the second fixed electrode; the second movable electrode extends between the second fixed electrode and the third fixed electrode; the third movable electrode is located between the third fixed electrode; the invention realizes the same traditional technology. Under the vacuum environment and driving voltage of the sample, the driving stroke is larger, and the process difficulty is not increased.

【技术实现步骤摘要】
一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构
本专利技术涉及一种微机械静电驱动
，特别是一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构。
技术介绍
静电驱动是微机械驱动技术的一种重要方式，在目前的MEMS领域有广泛的应用。目前在静电驱动结构中最常见的是矩形平板式梳齿阵列结构。但是目前的矩形梳齿静电驱动器存在着驱动力偏小、驱动电压过高的问题。而微机电器件的应用场合往往对驱动电压有上限要求，希望尽可能降低驱动电压或提高驱动位移。解决这一矛盾的普遍方法是增加梳齿数量，形成阵列。增加梳齿数量的弊端是增加器件的体积，增加工艺难度。专利技术专利申请《一种微机械静电驱动的梳齿结构》(申请号201410440148.7)提出梳齿形状采用三角形与梯形结合的方式，或三角形与矩形结合的方式，或梯形之间互相结合的方式，降低结构的驱动电压，但其仅适用于驱动位移垂直于梳齿方向的驱动模式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，实现了在于传统技术同样的真空环境和驱动电压下，得到更大的驱动行程，且未增加工艺难度。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，包括n组相同的直线形梳齿组；n组直线形梳齿组水平均匀分布在外部器件的水平侧壁上；每组直线形梳齿组包括静梳齿和动梳齿；静梳齿和动梳齿为交错配合的E型结构；在外部静电的驱动下；动梳齿沿外部器件的水平侧壁，相对静梳齿进行靠近或远离的直线运动；n为正整数，且6≤n≤9。在上述的一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，所述的静梳齿包括第一基底、第一定电极、第二定电极和第三定电极；其中，第一基底为矩形板状结构；第一基底的一端垂直与外部器件的水平侧壁连接；第一定电极、第二定电极和第三定电极依次等间距固定安装在第一基底的侧壁；且第一定电极、第二定电极和第三定电极指向动梳齿。在上述的一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，所述的动梳齿包括第二基底、第一动电极、第二动电极和第三动电极；其中，第二基底为矩形板状结构；第二基底的一端垂直与外部器件的水平侧壁的侧边连接；第一动电极、第二动电极和第三动电极依次等间距固定安装在第二基底的侧壁；且第一动电极、第二动电极和第三动电极指向静梳齿。在上述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，静梳齿与动梳齿配合时，第一动电极伸入第一定电极和第二定电极之间；第二动电极伸入第二定电极和第三定电极之间；第三动电极设置在第三定电极之间外侧。在上述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，第一定电极与第一动电极之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第一动电极与第二定电极之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第二定电极与第二动电极之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第二动电极与第三定电极之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第三定电极与第三动电极之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm。在上述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，动梳齿做直线平移运动时，第一基底与第二基底之间间距为0.1-20μm。在上述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，所述第一定电极包括第一矩形板和第二矩形板；其中，第一矩形板的轴向内端与第一基底侧壁固定连接；第二矩形板同轴固定安装在第一矩形板的轴向外端。在上述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，设定第一矩形板的宽度为W1，第二矩形板的宽度为W2；则W2的长度为2W1-4W1。在上述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，设定第一矩形板的长度为L1，第二矩形板的长度为L2；则L2为本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术采用了梳齿结构，相比于使用传统的矩形梳齿的静电驱动器，可以在同样的真空环境和驱动电压下，得到更大的驱动行程，且未增加工艺难度；(2)本专利技术合理设置了梳齿组中静梳齿和动梳齿的长度和宽度，减轻了梳齿组重量的同时；增大了静梳齿和动梳齿之间的腔体体积；(3)本专利技术梳齿组中采用了静梳齿和动梳齿的配合方式，实现了梳齿驱动力不变的情况下，动梳齿的横向行程距离显著增加。附图说明图1为本专利技术直线型梳齿组示意图；图2为本专利技术第一定电极示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提供了一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，实现了在于传统技术同样的真空环境和驱动电压下，得到更大的驱动行程，且未增加工艺难度。如图1所示为直线型梳齿组示意图，由图可知，一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，包括n组相同的直线形梳齿组；n组直线形梳齿组水平均匀分布在外部器件的水平侧壁上；每组直线形梳齿组包括静梳齿(1)和动梳齿(2)；静梳齿1和动梳齿2为交错配合的E型结构；在静梳齿1和动梳齿2之间施加电压，动梳齿2在静电驱动力下，沿外部器件的水平侧壁，相对静梳齿1进行靠近或远离的直线运动；n为正整数，且6≤n≤9。动梳齿2做直线平移运动时，第一基底11与第二基底21之间间距为0.1-20μm。其中，静梳齿1包括第一基底11、第一定电极12、第二定电极13和第三定电极14；其中，第一基底11为矩形板状结构；第一基底11的一端垂直与外部器件的水平侧壁连接；第一定电极12、第二定电极13和第三定电极14依次等间距固定安装在第一基底11的侧壁；且第一定电极12、第二定电极13和第三定电极14指向动梳齿2。动梳齿2包括第二基底21、第一动电极22、第二动电极23和第三动电极24；其中，第二基底21为矩形板状结构；第二基底21的一端垂直与外部器件的水平侧壁的侧边连接；第一动电极22、第二动电极23和第三动电极24依次等间距固定安装在第二基底21的侧壁；且第一动电极22、第二动电极23和第三动电极24指向静梳齿1。静梳齿1与动梳齿2配合时，第一动电极22伸入第一定电极12和第二定电极13之间；第二动电极23伸入第二定电极13和第三定电极14之间；第三动电极24设置在第三定电极14之间外侧。第一定电极12与第一动电极22之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第一动电极22与第二定电极13之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第二定电极13与第二动电极23之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第二动电极23与第三定电极14之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm；第三定电极14与第三动电极24之间设置有间隙，间隙宽度为1-10μm。如图2所示为第一定电极示意图，由图可知，第一定电极12包括第一矩形板121和第二矩形板122；其中，第一矩形板121的轴向内端与第一基底11侧壁固定连接；第二矩形板122同轴固定安装在第一矩形板121的轴向外端。设定第一矩形板121的宽度为W1，第二矩形板122的宽度为W2；则W2的长度为2W1-4W1。设定第一矩形板121的长度为L1，第二矩形板122的长度为L2；则L2为本专利技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，其特征在于：包括n组相同的直线形梳齿组；n组直线形梳齿组水平均匀分布在外部器件的水平侧壁上；每组直线形梳齿组包括静梳齿(1)和动梳齿(2)；静梳齿(1)和动梳齿(2)为交错配合的E型结构；在外部静电的驱动下；动梳齿(2)沿外部器件的水平侧壁，相对静梳齿(1)进行靠近或远离的直线运动；n为正整数，且6≤n≤9。

【技术特征摘要】
1.一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，其特征在于：包括n组相同的直线形梳齿组；n组直线形梳齿组水平均匀分布在外部器件的水平侧壁上；每组直线形梳齿组包括静梳齿(1)和动梳齿(2)；静梳齿(1)和动梳齿(2)为交错配合的E型结构；在外部静电的驱动下；动梳齿(2)沿外部器件的水平侧壁，相对静梳齿(1)进行靠近或远离的直线运动；n为正整数，且6≤n≤9。2.根据权利要求1所述的一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，其特征在于：所述的静梳齿(1)包括第一基底(11)、第一定电极(12)、第二定电极(13)和第三定电极(14)；其中，第一基底(11)为矩形板状结构；第一基底(11)的一端垂直与外部器件的水平侧壁连接；第一定电极(12)、第二定电极(13)和第三定电极(14)依次等间距固定安装在第一基底(11)的侧壁；且第一定电极(12)、第二定电极(13)和第三定电极(14)指向动梳齿(2)。3.根据权利要求2所述的一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，其特征在于：所述的动梳齿(2)包括第二基底(21)、第一动电极(22)、第二动电极(23)和第三动电极(24)；其中，第二基底(21)为矩形板状结构；第二基底(21)的一端垂直与外部器件的水平侧壁的侧边连接；第一动电极(22)、第二动电极(23)和第三动电极(24)依次等间距固定安装在第二基底(21)的侧壁；且第一动电极(22)、第二动电极(23)和第三动电极(24)指向静梳齿(1)。4.根据权利要求3所述的一种微机械静电驱动的弧形梳齿结构，其特征在于：静梳齿(1)与动梳齿(2)配合时，第一动电极(22)伸入第一定...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄海涵，杨静，刘福民，刘国文，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11