KR100252009B1 - 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 엑츄에이터 - Google Patents

마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 엑츄에이터 Download PDF

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Abstract

마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 적용한 액츄체이터가 개시된다. 마이크로 진동구조물은 기판, 기판 상방으로 소정간격을 유지한체 위치하는 관성체, 관성체에 접속된 적어도 하나의 탄성부재, 탄성부재를 상기 기판에 대하여 지지하는 적어도 하나의 지지체, 기판에 대해 평행한 방향으로 상기 관성체에 부착되어 소정길이 돌출 형성된 적어도 하나의 이동전극, 이동전극과 소정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 고정전극, 이등전극 및 상기 고정전극에 대해 상대 전극이 되는 것으로 상기 고정전극과 상기 이동전극의 선단부로부터 일정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 공통전극을 포함한다. 그리고 고정전극, 이동전극, 공통전극중 적어도 하나의 전위치를 다르게 하여 전극간에 전기장의 불균형을 기판과 평행한 방향으로 형성하고, 그 불균형에 의해 발생되는 기판과 평행한 방향의 정전 반발력으로 구동되며, 전극 사이의 전위차를 조절하여 정전반발력 및 관성체의 공진주파수를 조절한다. 마이크로 엑츄에이터는 그 양단을 통해 상기 진동구조물에 전위치를 형성하되 일단은 공통접속된 상기 이동전극과 상기 고정전극중 어느 하나의 전극과 전기적으로 접속되어 있고, 타단은 상기 공통전극에 전기적으로 접속되어 있는 전원공급수단을 구비한다.

Description

마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 엑츄에이터
본 발명은 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 적용한 마이크로 액츄에이터에 관한 것으로서, 상세하게는 전극들 사이의 수평방향의 정전 반발력조절에 의해 수평방향으로 가진되는 진동구조물의 공진주파수를 조절할 수 있도록 된 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 액츄에이터에 관한 것이다.
마이크로 엑츄에이터에 사용되는 정전력(Electrostatic force)을 이용하는 진동구조물은 크게 정전인력을 이용하는 것과, 정전 반발력을 이용하는 것으로 분류할 수 있다.
도 1은 정전인력을 이용한 마이크로 엑츄에이터의 예로서, 초정밀 가공(micromachining)기술을 이용한 빗살 구동형 마이크로 엑츄에이터의 개략적인 평면도이며, 미국특허 제 5,025,346에 개시되어 있다.
도시된 마이크로 엑츄에이터에서 관성체(10)에 설치된 이동전극(11)들과 상호 엇갈려 배치된 복수의 고정전극(12)에 소정 레벨의 전압을 인가하게 되면 상기 고정전극(12)들과 대행 배치된 이동전극(11)사이에 정전인력이 발생한다. 이 정전인력에 의하여 상기 관성체(10)를 구동시킬 수 있지만, 상기 관성체(10)가 움직여도 정전인력의 크기가 일정하므로 상기 관성체(10)의 공진 주파수를 전기적으로 변화시킬 수 없다는 단점이 있다.
정전인력을 이용한 또 다른 마이크로 엑추에이터가 논문(J.J. Yao and N.C.MacDonald, "A Micromachined, single-crystal silicon, tunable resonator, "J.Micromech. Microeng., Vo1.6, 1996, pp.257-264)에 개재되어 있다. 판모양의 관성체와 하부전극에 전압을 인가하면 발생하는 정전인력을 이용하여 관성체를 구동시킬 수 있으며, 인가전압 증가시 관성체의 공진 주파수가 감소하는 특징이 있다. 이 방법에 의하면 전압을 인가하여 두 판이 초기거리의 1/3만큼 움직이면 두판이 서로 붙는 단점이 있다.
한편, 도 2는 수직방향의 정전 반발력을 이용하여 관성체을 구동시키는 방법으로서, 논문[W.C. Tang, M.G. Lim and R.T. Howe, 'Electrostatic Comb Drive Levitation and Contro1 Method', J. Microelectromech. Sys., Vo1.1, No.4 (1992) 170-178]에 개재되어 있다. 고정단(21)에 스프링(22)에 의해 매달려 있는 관성체(23)와 기판(24) 사이의 인가전압을 조정하여 기판(20)과 수직방향의 정전반발력을 조정할 수 있다. 이 방법은 인가전압 증가시 상기 관성체(23)의 공진주파수를 증가시킬 수 있고, 관성체(23)를 기판(20)과 수직인 방향으로 구동시킬 수는 있으나, 기판(20)과 평행한 방향으로 상기 관성체(23)를 구동시킬 수 없다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술과 다르게 수평방향의 정전반발력을 만들어서 관성체를 기판과 평행한 방향으로 구동시키기 위하여 창안된 것으로, 전극간 전기장의 불균형에 의해 발생하는 기판과 평행한 방향의 정전 반발력으로 구동되는 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
제1도는 종래의 마이크로 엑츄에이터를 도시한 평면도이고,
제2도는 종래의 수직구동형 정전 진동구조물의 작동원리를 설명하기 위해 나타내보인 도면이고,
제3도는 본 발명에 따른 마이크로 진동구조물 및 엑츄에이터의 작동원리를 설명하기 위해 나타내보인 도면이고,
제4도는 제3도의 전극들 사이의 이격거리에 대한 정전반발력의 상관관계를 나타내보인 그래프이고,
제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 진동구조물을 나타내보인 사시도이고,
제6도는 제5도의 마이크로 진동구조물의 제작예를 나타내보인 평면도이고,
제7도는 제6도의 A 부분 확대 평면도이고,
제8도는 제6도의 진동구조물의 전극들 사이에 가하는 전압레벨에 대해 측정된 진동진폭을 나타내보인 그래프이고,
제9도는 제6도의 진동구조물의 전극들 사이에 가하는 전압레벨에 대해 측정된 공진주파수를 나타내보인 그래프이고,
제10도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 진동구조물을 나타내보인 평면도이고,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 53, 63 : 관성체 11, 23, 33, 54, 64 : 이동전극
12, 36, 56, 66 : 고정전극 20, 30, 50, 60 : 기판
21, 31 : 고정단 22, 32 : 스프링
35, 55, 65 : 공통전극 37, 57, 67 : 전압원
51, 61 : 지지체 52, 62 : 탄성부재
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로 진동구조물은 기판; 상기 기판 상방으로 소정간격을 유지한체 위치하는 관성체; 상기 관성체에 접속된 적어도 하나의 탄성부재; 상기 탄성부재를 상기 기판에 대하여 지지하는 적어도 하나의 지지체;상 기 기판에 대해 평행한 방향으로 상기 관성체에 부착되어 소정길이 돌출 형성된 적어도 하나의 이동전극; 상기 이동전극과 소정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 고정전극; 상기 이동전극 및 상기 고정전극에 대해 상대 전극이 되는 것으로 상기 고정전극과 상기 이동전극의 선단부로부터 일정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 공통전극; 을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로 액츄에이터는 상기 마이크로 진동구조물에 그 양단을 통해 전력을 공급하되 일단은 상기 이동전극과 상기 고정전극에 전기적으로 접속되어 있고, 타단은 상기 공통전극에 전기적으로 접속되어 있는 전원공급수단; 을 더 구비한다.
본 발명의 다른 목적에 따른 마이크로 진동구조물의 공진주파수 조절방법은 기판, 상기 기판 상방으로 소정간격을 유지한체 위치하는 관성체, 상기 관성체에 접속된 적어도 하나의 탄성부재, 상기 탄성부재를 상기 기판에 대하여 지지하는 적어도 하나의 지지체, 상기 기판에 대해 평행한 방향으로 상기 관성체에 부착되어 소정길이 돌출 형성된 적어도 하나의 이동전극, 상기 이동전극과 소정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 고정전극, 상기 이동전극 및 고정전극에 대해 상대 전극이 되는 것으로 상기 고정전극과 상기 이동전극의 선단부로부터 일정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나 이상의 공통전극을 구비하는 마이크로 진동구조물의 공진주파수 조절방법에 있어서, 상기 이동전극, 상기 고정전극, 상기 공통전극중 적어도 하나의 전극의 전위치를 다르게 하여 상기 기판과 평행한 평형면상에서 전기장의 불균형을 형성하고, 그 불균형에 의해 상기 고정전극과 상기 이동전극 사이에서 발생되는 정전반발력으로 상기 기판과 평행한 평면상에서 구동되며 상기 전극들간에 인가되는 전위차에 의해 상기 관성체의 공진주파수를 가변 시키는 것을 그 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 채용한 마이크로 액츄에이터를 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 진동구조물 및 엑츄에이터의 작동원리를 설명하기 위해 나타내보인 도면이다.
도면을 참조하면, 엑츄에이터는 전기적으로 공통접속된 이동전극(33)과 고정전극(36), 스프링(32), 고정단(31), 공통전극(35)을 포함한 진동구조물과 전원공급 수단인 전압원(37)을 갖는다. 기판(30)상에 제1방향(X방향)으로 길게 공통전극(35)이 놓여있고, 상기 공통전극(35)에 수직한 제2방향(Y방향)으로 고정전극(36)과 이동전극(33)이 나란하게 상호 이격배치되어있다. 그리고 이동전극(33)은 탄성부재인 스프링(32)에 의해 지지체로서의 고정단(31)에 지지되어 있다. 여기서 이동전극(33)은 그 자체가 관성체의 역할을 겸한다. 그리고 전원공급수단인 전압원(37)의 일단(38)은 공통전극(35)과 접속되어 있고, 타단(39)은 고정전극(36)과 이동전극(33)에 공통으로 접속되어 있다.
전압원(37)으로부터 인가되는 전위에 의해 도시된 바와 같은 고정전극(36)과 이동전극(33) 및 공통전극(35)사이에 비대칭형 전기력선(40)이 형성된다. 이러한 전기력선(40)의 비대칭성으로 인하여 기판(30)에 고정된 고정전극(36)에 대해 이동 가능하게 설치된 이동전극(33)은 그 사이에 유지되는 정전반발력에 의해 오른쪽 방향 즉, 제1방향(X방향)으로 밀리는 힘을 받게된다. 따라서 그 자체가 관성체가 되는 이동전극(33)의 유효탄성계수는 스프링(32)의 탄성계수와 전압원(37)에 인가되 전위레벨에 의해 변동된다. 결과적으로 도시된 전계인가 방법에 의하면 이동전극(33)의 공진주파수는 전압원(37)의 전압레벨에 따라 가변될 수 있게된다.
도 3의 전극들(33)(35)(36) 사이의 이격거리에 대한 정전반발력의 상관관계를 나타내보인 도 4를 참조하여 전압원(37)의 전압레벨과 공진주파수의 상관관계를 상세하게 설명한다. 도시된 예는 전압원(37)에 100Vdc를 유지시키고, 이동전극(33)의 폭(b)을 5㎛, 이동전극(33)과 공통전극(35)과의 간극(d)을 3㎛로 유지시키고, 고정전극(36)과 이동전극(33)과의 이격거리(r)에 따른 정전반발력을 유한요소법(Finite Element Method)로 계산한 예이다. 도시된 바와 같이 정전반발력은 이동전극(33)과 고정전극(36)과의 이격거리(r)의 증가에 따라 감소된다. 실질적인 공진주파수와 전압원(37)의 전압레벨과의 상관관계를 구해본다.
먼저 유효강성 Keff는 복원력의 미분으로부터 다음과 같이 구할 수 있다.
[수학식 1]
Figure kpo00002
상기 k, r, r0, V, r1은 각각 스프링(32)상수, 정지전극(36)과 이동전극(33)과의 이격거리, 정지전극(36)과 이동전극(33)의 초기 이격거리, 전압원(37)에서 가하는 전압, 전압 V에서 정진전극(36)과 이동전극(33)과의 이격거리를 각각 나타낸다. 그리고 A, B는 도 4의 정전반발력곡선을 지수함수
Figure kpo00003
로 나타냈을 때의 계수이다. 그리고 힘평형시 이격거리 r1을 유지시키는 전압V는 스프링(32)과 정전반발력의 평형식에서 구할 수 있다.
[수학식 2]
Figure kpo00004
수학식 1 및 수학식 2에서 V를 소거하면 다음과 같이 유효강성을 평형이격 거리 r1에 관하여 간단히 구할 수 있다.
[수학식 3]
Figure kpo00005
수학식 3으로부터 이동전극(33)과 스프링(32)으로 된 진동계의 공진주파수(fr)는 다음과 같다.
[수학식 4]
Figure kpo00006
수학식 4는 평형이격거리 r1이 인가전압 V의 함수라는 사실에 근거하여 전압 V를 증가시키면 공진주파수를 증가시킬 수 있음을 보여준다. 그리고 도 3 및 4에서 보는 바와 같이 정전 반발력은 항상 X 방향으로 작용하므로 이동전극(33)이 고정전극(36)에 붙지 않는 특징이 있다.
이상에서 살펴본 본 발명의 공진주파수 조절방법이 적용된 진동구조물 및 엑츄에이터의 실시예를 통해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예의 마이크로 진동구조물 및 엑츄에이터를 나타내보인 사시도이다.
도면을 참조하면, 스트립형으로 제1방향(X방향)을 따라 일정폭으로 소정길이 연장된 관성체(53)의 양측에서 일정 간격으로 이동전극(54)들이 제2방향(Y방향)을 따라 대칭적으로 돌출형성되어 있다. 관성체(53)의 양측 단부 각각으로부터 제1방향방향으로 대칭 연장된 두 개의 탄성부재(52) 각각이 그 단부와 접속된 지지체(51)들에 의해 지지되어 있다. 각 이동전극(54)에 일정간격 이격된 위치상의 기판(50)예 고정전극(56)이 이동전극(54)과 쌍을 이루어 마련되어 있고, 두 개의 공통전극(55)들이 X방향으로 일정길이 연장되어 그 측면이 이동전극(54)과 고정전극(56)의 선단부와 대향되게 배치되어 있다.
지지체(51)에 지지된 탄성부재(52)와 함께 관성체(53)는 기판(50)이 이루는 평면으로부터 수직방향으로 일정간격 이격되어 떠있는 구조로 되어있다. 지지체(21), 탄성부재(52), 관성체(53) 및 이동전극(54)은 각 기능에 맞는 재료로 제작되어 상호 결합하여도 되나, 포터리쏘그라피와 같은 미세가공기법에 의해 상호 동일한 도전성 소재에 의해 일체로 형성시키는 것이 바람직하다. 이를 감안하면, 도시된 예에서처럼 엑츄에이터에서 진동구조물을 가진시키기 위한 전원공급수단인 전압원(57)의 일단은 지지체(51) 및 고정전극(56)에 공통접속되고, 타단은 공통전극(55)에 접속되도록 해도된다.
소망하는 공진주파수에 대응하는 직류전압에 교류전압을 중첩시킨 전압신호를 전압원(57)에서 인가하면 관성체(53)는 양방향 즉 X방향에서 왕복진동한다. 이와 같은 구조를 갖는 진동구조물의 실질적인 제작예가 도 6에 도시되어있다. 참조 부호 59는 전압원(미도시)과 각 전극(54)(55)(56)을 연결시키도록 패턴된 도선이다. 그리고 도 7은 도 6의 A 부분을 확대 도시한 것으로서로서 화살표방향(68)으로 정전반발력이 발생되도록 되어있다.
도 8은 도 6의 진동구조물의 전극들 사이에 가하는 전압레벨에 대해 측정된 진동진폭을 그리고, 도 9는 측정된 공진주파수를 각각 나타내보인 그래프이다. 여기서 적용시킨 가진전압(V)은 직류전압(VDC)에 교류전압(20sin(2πfrt))을 중첩시킨 전압신호가 이용되었다.
도 8 및 도 9의 그래프를 통해 알수 있는 바와 같이 직류바이어스 즉, 직류전압(VDC) 증가시 진동진폭과 관성체(53)의 공진주파수도 함께 증가한다. 따라서, 본 발명에 따른 진동구조물에 의하면 구동용 직류전압레벨을 조절함으로써 관성체(53)의 X방향으로의 변위, 진동진폭 및 공진주파수를 소망하는 목적에 맞게 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 진동구조물이 도 10에 도시되어 있다.
도시된 진동구조물에서 중공이 형성된 소정 두께의 원판형 디스크처럼 형성된 환형체의 관성체(63) 외주 가장자리에 이동전극(64)이 방사방향으로 일정길이 연장돌출되어 있다. 그리고 관성체(63)의 중심 위치상에 마련된 지지체(61)와 관성체(63)의 내주 가장자리 사이를 탄성부재(62)들이 일정각도 간격으로 방사상으로 연결지지하고 있다. 그리고 이동전극(64)과 나란한 방향에서 소정간격 이격된 위치에 기판(60)에 고정설치된 고정전극(66)이 쌍을 이루어 마련되어 있다. 고정전극(66)과 이동전극(64)의 선단 전방에는 가로방향으로 공통전극(65)이 마련되어 있다. 그리고 이동전극(64)과 고정전극(66)에는 동일전위가 인가되도록 그 양출력단중 일단은 공통전극(65)에 그리고 타단은 이동전극(64)과 고정전극(66)에 인가되도록 전기적으로 배선된다. 도시된 에에서는 지지체(61), 탄성부재(62), 관성체(63) 및 이동전극(64) 모두가 도전성 재료로 형성된 경우의 예로서 지지체(61)에 인가되는 전위레벨이 이동전극(64)에도 유지된다.
도시된 진동구조물을 갖는 엑츄에이터에 의하면 전압원(67)에서 교류상의 전압이 인가되면 지지체(61)의 중심을 기준으로 기판(60)에 나란한 평면상에서 회전진동하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 액츄에이터에 의하면 전기장의 불균형에 의해 발생되는 기판과 평행한 정전 반발력에 의하여 관성체를 평행하게 구동시킬 수 있으며, 인가 전압을 증가시키면 관성체의 공진주파수를 증가시킬 수 있다. 그리고, 고정전극과 이동전극 사이에 항상 정전반발력이 작용하므로 고정전극과 이동전극이 서로 붙지 않는다는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판 상방으로 소정간격을 유지한체 위치하는 관성체;
    상기 관성체에 접속된 적어도 하나의 탄성부재;
    상기 탄성부재를 상기 기판에 대하여 지지하는 적어도 하나의 지지체;
    상기 기판에 대해 평행한 방향으로 상기 관성체에 부착되어 소정길이 돌출 형성된 적어도 하나의 이동전극;
    상기 이동전극과 소정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 고정전극;
    상기 이동전극 및 상기 고정전극에 대해 상대 전극이 되는 것으로 상기 고정전극과 상기 이동전극의 선단부로부터 일정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 공통전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동전극, 상기 고정전극, 상기 공통전극중 적어도 하나의 전극의 전위치를 다르게 하여 상기 기판과 나란한 평면상에서 전기장의 불균형을 형성하고, 그에 따라 상기 이동전극과 고정전극사이에서 발생되는 정전반발력에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동전극과 고정전극은 동전위가 유지되도록 전기적으로 공통접속되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 관성체는 환형체이며, 상기 환형체의 중심부에 상기 지지체가 위치되며, 상기 지지체의 둘레에 상기 환형체의 내주 가장자리에 연결되는 상기 탄성부재가 방사상으로 설치되어 있고, 상기 환형체 외주 가장자리에 상기 이동전극이 방사방향으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 관성체는 스트립형이며, 상기 관성체의 양단부 각각에서 그 길이방향에 수직한 방향으로 상기 탄성부재가 대칭적 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 관성체와 상기 탄성부재는 동일소재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물.
  7. 기판;
    상기 기판 상방으로 소정간격을 유지한체 위치하는 관성체;
    상기 관성체에 접속된 적어도 하나의 탄성부재;
    상기 탄성부재를 상기 기판에 대하여 지지하는 적어도 하나의 지지체;
    상기 기판에 대해 평행한 방향으로 상기 관성체에 부착되어 소정길이 돌출형성된 적어도 하나의 이동전극;
    상기 이동전극과 소정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 고정전극;
    상기 이동전극 및 상기 고정전극에 대해 상대 전극이 되는 것으로 상기 고정전극과 상기 이동전극의 선단부로부터 일정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 공통전극;및
    그 양단을 통해 전력을 공급하되 일단은 상기 이동전극과 상기 고정전극에 전기적으로 접속되어 있고, 타단은 상기 공통전극에 전기적으로 접속되어 있는 전원공급수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액추에이터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동전극, 상기 고정전극, 상기 공통전극중 적어도 하나의 전극의 전위치를 다르게 하여 상기 기판과 나란한 평면상에서 전기장의 불균형을 형성하고, 그에 따라 상기 이동전극과 고정전극사이에서 발생되는 정전반발력에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 마이크로 액추에이터.
  9. 제7항에 있어서, 상기 관성체는 환형체이며, 상기 환형체의 중심부에 상기 지지체가 위치되며, 상기 지지체의 둘레에 상기 환형체의 내주 가장자리에 연결되는 상기 탄성부재가 방사상으로 설치되어 있고, 상기 환형체 외주 가장자리에 상기 이동전극이 방사방향으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터.
  10. 제7항에 있어서, 상기 관성체는 스트립형이며, 상기 관성체의 양단부 각각에서 그 길이방향에 수직한 방향으로 상기 탄성부재가 대칭적 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터.
  11. 제7항에 있어서, 상기 관성체와 상기 탄성부재는 동일소재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터.
  12. 기판, 상기 기판 상방으로 소정간격을 유지한체 위치하는 관성체, 상기 관성체에 접속된 적어도 하나의 탄성부재, 상기 탄성부재를 상기 기판에 대하여 지지하는 적어도 하나의 지지체, 상기 기판에 대해 평행한 방향으로 상기 관성체에 부착되어 소정길이 돌출 형성된 적어도 하나의 이동전극, 상기 이동전극과 소정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나의 고정전극, 상기 이동전극 및 고정전극에 대해 상대 전극이 되는 것으로 상기 고정전극과 상기 이동전극의 선단부로부터 일정간격 이격되도록 상기 기판에 설치된 적어도 하나 이상의 공통전극을 구비하는 마이크로 진동구조물의 공진주파수 조절방법에 있어서,
    상기 이동전극, 상기 고정전극, 상기 공통전극중 적어도 하나의 전극의 전위차를 다르게하여 상기 기판과 평행한 평형면상에서 전기장의 불균형을 형성하고, 그 불균형에 의해 상기 고정전극과 상기 이동전극 사이에서 발생되는 정전반발력으로 상기 기판과 평행한 평면상에서 구동되며 상기 전극들간에 인가되는 전위치에 의해 상기 관성체의 공진주파수를 가변 시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물의 공진주파수 조절방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 고정전극과 상기 이동전극에는 정전반발력이 유지되도록 동일전위를 인가하고, 상기 고정전극과 상기 이동전극에 대해서 상대전극이 되는 상기 공통전극에 상대적으로 인가하는 전위치 레벨을 조절하여 상기 관성체의 공진주파수를 가변시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 진동구조물의 공진주파수 조절방법.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100459887B1 (ko) * 1999-01-11 2004-12-03 삼성전자주식회사 삼차원 빗살 가진 구조물 및 이를 채용한 관성 감지 센서와 액츄
DE19912669A1 (de) * 1999-03-20 2000-09-21 Abb Research Ltd Substratparallel arbeitendes Mikrorelais
US6803755B2 (en) 1999-09-21 2004-10-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) with improved beam suspension
US6798312B1 (en) 1999-09-21 2004-09-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) analog electrical isolator
US6583374B2 (en) * 2001-02-20 2003-06-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) digital electrical isolator
EP1386347A4 (en) * 2001-02-20 2005-05-25 Rockwell Automation Tech Inc DEVICE WITH MICRO-ELECTROMECHANICAL SYSTEM (MEMS)
US6621390B2 (en) * 2001-02-28 2003-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatically-actuated capacitive MEMS (micro electro mechanical system) switch
US6506989B2 (en) * 2001-03-20 2003-01-14 Board Of Supervisors Of Louisana State University And Agricultural And Mechanical College Micro power switch
US6761829B2 (en) 2001-04-26 2004-07-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system (MEMS) device using an internal void
US6815243B2 (en) 2001-04-26 2004-11-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method of fabricating a microelectromechanical system (MEMS) device using a pre-patterned substrate
US6768628B2 (en) 2001-04-26 2004-07-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system (MEMS) device incorporating a wafer level cap
US6756310B2 (en) 2001-09-26 2004-06-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for constructing an isolate microelectromechanical system (MEMS) device using surface fabrication techniques
US6794271B2 (en) 2001-09-28 2004-09-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating a microelectromechanical system (MEMS) device using a pre-patterned bridge
US7126446B2 (en) * 2001-06-15 2006-10-24 Brigham Young University Self-retracting fully compliant bistable micromechanism
US6664786B2 (en) 2001-07-30 2003-12-16 Rockwell Automation Technologies, Inc. Magnetic field sensor using microelectromechanical system
US6690178B2 (en) 2001-10-26 2004-02-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. On-board microelectromechanical system (MEMS) sensing device for power semiconductors
US6744338B2 (en) * 2001-11-13 2004-06-01 International Business Machines Corporation Resonant operation of MEMS switch
KR100421222B1 (ko) * 2001-11-24 2004-03-02 삼성전자주식회사 저전압 구동의 마이크로 스위칭 소자
US6917268B2 (en) * 2001-12-31 2005-07-12 International Business Machines Corporation Lateral microelectromechanical system switch
US6950296B2 (en) * 2002-01-25 2005-09-27 Nanolab, Inc. Nanoscale grasping device, method for fabricating the same, and method for operating the same
US6975193B2 (en) * 2003-03-25 2005-12-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical isolating circuit
US7190245B2 (en) * 2003-04-29 2007-03-13 Medtronic, Inc. Multi-stable micro electromechanical switches and methods of fabricating same
JP2005039037A (ja) * 2003-07-14 2005-02-10 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 摺動子
EP1564571A4 (en) * 2003-08-11 2010-01-06 Murata Manufacturing Co FLANGING TYPE CONTROL DEVICE
US6995622B2 (en) 2004-01-09 2006-02-07 Robert Bosh Gmbh Frequency and/or phase compensated microelectromechanical oscillator
US7088153B2 (en) * 2004-08-05 2006-08-08 International Business Machines Corporation Data storage latch structure with micro-electromechanical switch
JP4285558B2 (ja) * 2007-04-26 2009-06-24 ブラザー工業株式会社 光走査装置、印刷装置及び振動ミラーの振幅調整方法
US8207460B2 (en) * 2009-01-19 2012-06-26 Senda Micro Technologies, Inc. Electrostatically actuated non-latching and latching RF-MEMS switch
CN102375292B (zh) * 2010-08-20 2016-05-11 林小军 控制光学系统倾斜或转动中心的装置及致动器
US8915790B2 (en) * 2013-04-30 2014-12-23 Disney Enterprises, Inc. Large-area controlled electrostatic levitation of lightweight show objects

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1277614A (en) * 1969-03-07 1972-06-14 Standard Telephones Cables Ltd An electromechanical resonator
JPH0344713A (ja) * 1989-07-12 1991-02-26 Omron Corp 静電駆動装置および静電駆動装置の制御回路
US5168249A (en) * 1991-06-07 1992-12-01 Hughes Aircraft Company Miniature microwave and millimeter wave tunable circuit
FR2726135B1 (fr) * 1994-10-25 1997-01-17 Suisse Electronique Microtech Dispositif de commutation

Also Published As

Publication number Publication date
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