MEMS微梁结构优化方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种MEMS微梁结构优化方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数；根据静态特性参数、动态特性参数和结构参数，获取MEMS微梁的结构修正参数；采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和结构修正参数，得到MEMS微梁的修正模型；根据修正模型，优化MEMS微梁的结构，从而，本申请MEMS微梁结构优化方法能够快速、准确地获取MEMS微梁的修正模型，再基于修正模型优化MEMS微梁的结构设计，进而，提高MEMS微梁的可靠性。

Structural optimization methods, devices, computer equipment and storage media for micro-beams of MEMS

【技术实现步骤摘要】
MEMS微梁结构优化方法、装置、计算机设备和存储介质
本申请涉及微机电系统
，特别是涉及一种MEMS微梁结构优化方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
微梁是MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)器件中最常见的可动微结构。MEMS器件作为机电结合的元件，微梁在MEMS器件具有不可替代的作用，因此，需要对MEMS微梁结构进行合理的设计，以增强MEMS器件的性能和提高MEMS器件的可靠性。在传统技术中都是利用MEMS微梁的动静态特性来优化其结构设计，但是，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：传统技术无法准确地获取MEMS微梁的动静态特性，导致无法很好地优化MEMS微梁的结构设计。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种MEMS微梁结构优化方法、装置、计算机设备和存储介质。为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种MEMS微梁结构优化方法，包括以下步骤：获取MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数；根据静态特性参数、动态特性参数和结构参数，获取MEMS微梁的结构修正参数；采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和结构修正参数，得到MEMS微梁的修正模型；根据修正模型，优化MEMS微梁的结构。在其中一个实施例中，静态特性参数包括吸合电压；动态特性参数包括固有频率；结构参数包括微梁表面高度和微梁宽度；结构修正参数包括微梁底部间隙修正参数；根据静态特性参数、动态特性参数和结构参数，获取MEMS微梁的结构修正参数的步骤包括：根据吸合电压、固有频率、微梁表面高度和微梁宽度，获取微梁底部间隙修正参数；采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和结构修正参数，得到MEMS微梁的修正模型的步骤包括：采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和微梁底部间隙修正参数，得到MEMS微梁的修正模型。在其中一个实施例中，根据吸合电压、固有频率、微梁表面高度和微梁宽度，获取微梁底部间隙修正参数的步骤中，基于以下公式获取微梁底部间隙修正参数：其中，g表示微梁底部间隙修正参数；Z0表示微梁表面高度；εr表示相对介电常数；ε0表示真空介电常数；ρ表示MEMS微梁的材料密度；f0表示固有频率；VP表示吸合电压；ηP表示MEMS微梁发生吸合时的临界位置系数；基于以下公式获取ηP：基于以下公式获取Q(η,g)：基于以下公式获取P(η,g)：其中，表示MEMS微梁的振型函数；η表示MEMS微梁的位置系数；b表示微梁宽度。在其中一个实施例中，结构修正参数还包括微梁厚度修正参数；根据吸合电压、固有频率、微梁表面高度和微梁宽度，获取微梁底部间隙修正参数的步骤之后，还包括步骤：根据微梁表面高度和微梁底部间隙修正参数，获取微梁厚度修正参数；采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和结构修正参数，得到MEMS微梁的修正模型的步骤包括：采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数、微梁底部间隙修正参数和微梁厚度修正参数，得到MEMS微梁的修正模型。在其中一个实施例中，根据微梁表面高度和微梁底部间隙修正参数，获取微梁厚度修正参数的步骤中，基于以下公式获取微梁厚度修正参数：h+g＝Z0其中，h表示微梁厚度修正参数；g表示微梁底部间隙修正参数；Z0表示微梁表面高度。在其中一个实施例中，结构参数还包括微梁长度；结构修正参数还包括微梁弹性模量修正参数；根据微梁表面高度和微梁底部间隙修正参数，获取微梁厚度修正参数的步骤之后，还包括步骤：根据微梁长度和微梁厚度修正参数，获取微梁弹性模量修正参数；采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和结构修正参数，得到MEMS微梁的修正模型的步骤包括：采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数、微梁底部间隙修正参数、微梁厚度修正参数和微梁弹性模量修正参数，得到MEMS微梁的修正模型。在其中一个实施例中，根据微梁长度和微梁厚度修正参数，获取微梁弹性模量修正参数的步骤中，基于以下公式获取微梁弹性模量修正参数：其中，E表示微梁弹性模量修正参数；ρ表示MEMS微梁的材料密度；L表示微梁长度；f0表示固有频率；h表示微梁厚度修正参数；λ表示变量；基于以下公式获取λ4：其中，表示MEMS微梁的振型函数的二阶导数。另一方面，本申请实施例还提供了一种MEMS微梁结构优化装置，包括：参数获取模块，用于获取MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数；修正参数获取模块，用于根据静态特性参数、动态特性参数和结构参数，得到MEMS微梁的结构修正参数；修正模型获取模块，用于根据结构参数、结构修正参数和MEMS微梁的理论模型，得到MEMS微梁的修正模型；优化设计模块，用于根据修正模型，优化MEMS微梁的结构设计。再一方面，本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述MEMS微梁结构优化方法的步骤。还一方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述MEMS微梁结构优化方法的步骤。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MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数；根据静态特性参数、动态特性参数和结构参数，获取MEMS微梁的结构修正参数；采用MEMS微梁的理论模型处理结构参数和结构修正参数，得到MEMS微梁的修正模型；根据修正模型，优化MEMS微梁的结构，从而，本申请MEMS微梁结构优化方法能够快速、准确地获取MEMS微梁的修正模型，再基于修正模型优化MEMS微梁的结构设计，进而，提高MEMS微梁的可靠性。附图说明图1为一个实施例中MEMS微梁结构优化方法的流程示意图；图2为一个实施例中MEMS微梁的结构示意图；图3为一个实施例中获取微梁底部间隙修正参数的流程示意图；图4为一个实施例中获取微梁厚度修正参数的流程示意图；图5为一个实施例中获取微梁弹性模量修正参数的流程示意图；图6为一个实施例中修正前后的电压-位移预测结果对比图；图7为一个实施例中修正前后电压-固有频率预测结果对比图；图8为一个实施例中MEMS微梁结构优化装置的结构示意图；图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。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。为了解决传统技术无法准确地获取MEMS微梁的动静态特性，导致无法很好地优化MEMS微梁的结构设计的问题，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种MEMS微梁结构优化方法，包括以下步骤：步骤S110，获取MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数。其中，MEMS微梁是MEMS器件中重要的结构。静态特性参数是表征MEMS微梁在静态环境条件下力学和电性能的参数，例如，吸合电压等。动态特性参数，又称模态参数，是表征MEMS微梁在振动、冲击等动态环境条件下振动特性的参数，例如，固有频率、振型和阻尼比等。结构参数为MEMS微梁的物理结构尺寸，例如微梁长度、微梁宽度和微梁表面高度等，如图2所示，L表示微梁长度，b表示微梁宽度，Z0表示微梁表面高度。在一个示例中，结构参数可采用白光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS微梁结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数；根据所述静态特性参数、所述动态特性参数和所述结构参数，获取所述MEMS微梁的结构修正参数；采用所述MEMS微梁的理论模型处理所述结构参数和所述结构修正参数，得到所述MEMS微梁的修正模型；根据所述修正模型，优化所述MEMS微梁的结构。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS微梁结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取MEMS微梁的静态特性参数、动态特性参数以及结构参数；根据所述静态特性参数、所述动态特性参数和所述结构参数，获取所述MEMS微梁的结构修正参数；采用所述MEMS微梁的理论模型处理所述结构参数和所述结构修正参数，得到所述MEMS微梁的修正模型；根据所述修正模型，优化所述MEMS微梁的结构。2.根据权利要求1所述的MEMS微梁结构优化方法，其特征在于，所述静态特性参数包括吸合电压；所述动态特性参数包括固有频率；所述结构参数包括微梁表面高度和微梁宽度；所述结构修正参数包括微梁底部间隙修正参数；根据所述静态特性参数、所述动态特性参数和所述结构参数，获取所述MEMS微梁的结构修正参数的步骤包括：根据所述吸合电压、所述固有频率、所述微梁表面高度和所述微梁宽度，获取所述微梁底部间隙修正参数；采用所述MEMS微梁的理论模型处理所述结构参数和所述结构修正参数，得到所述MEMS微梁的修正模型的步骤包括：采用所述MEMS微梁的理论模型处理所述结构参数和所述微梁底部间隙修正参数，得到所述MEMS微梁的修正模型。3.根据权利要求2所述的MEMS微梁结构优化方法，其特征在于，根据所述吸合电压、所述固有频率、所述微梁表面高度和所述微梁宽度，获取所述微梁底部间隙修正参数的步骤中，基于以下公式获取所述微梁底部间隙修正参数：其中，g表示所述微梁底部间隙修正参数；Z0表示所述微梁表面高度；εr表示相对介电常数；ε0表示真空介电常数；ρ表示所述MEMS微梁的材料密度；f0表示所述固有频率；VP表示所述吸合电压；ηP表示所述MEMS微梁发生吸合时的临界位置系数；基于以下公式获取ηP：基于以下公式获取Q(η,g)：基于以下公式获取P(η,g)：其中，表示所述MEMS微梁的振型函数；η表示所述MEMS微梁的位置系数；b表示所述微梁宽度。4.根据权利要求2所述的MEMS微梁结构优化方法，其特征在于，所述结构修正参数还包括微梁厚度修正参数；根据所述吸合电压、所述固有频率、所述微梁表面高度和所述微梁宽度，获取所述微梁底部间隙修正参数的步骤之后，还包括步骤：根据所述微梁表面高度和所述微梁底部间隙修正参数，获取所述微梁厚度修正参数；采用所述MEMS微梁的理论模型处理所述结构参数和所述结构修正参数，得到所述MEMS微梁的修正模型的步骤包括：采用所述MEMS微梁的理论模型处理所述结构参数、所述微梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军华，董显山，黄钦文，恩云飞，刘人怀，
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