RU2019129497A - Устройство мэмс или нэмс с упорным набором - Google Patents

Устройство мэмс или нэмс с упорным набором Download PDF

Info

Publication number
RU2019129497A
RU2019129497A RU2019129497A RU2019129497A RU2019129497A RU 2019129497 A RU2019129497 A RU 2019129497A RU 2019129497 A RU2019129497 A RU 2019129497A RU 2019129497 A RU2019129497 A RU 2019129497A RU 2019129497 A RU2019129497 A RU 2019129497A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flat
stop element
distance
electrode
mems
Prior art date
Application number
RU2019129497A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019129497A3 (ru
RU2758699C2 (ru
Inventor
Гийом Жером Франсуа ЛЁЭ
Филипп Серж Клод ОНФРОИ
Микаель КОЛЕН
Original Assignee
Сафран
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сафран filed Critical Сафран
Publication of RU2019129497A publication Critical patent/RU2019129497A/ru
Publication of RU2019129497A3 publication Critical patent/RU2019129497A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2758699C2 publication Critical patent/RU2758699C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/0051—For defining the movement, i.e. structures that guide or limit the movement of an element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/006—Controlling the movement of the flexible or movable, e.g. slidable or rotatable, elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/033—Comb drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0136—Comb structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/04—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0862—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with particular means being integrated into a MEMS accelerometer structure for providing particular additional functionalities to those of a spring mass system
    • G01P2015/0871—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with particular means being integrated into a MEMS accelerometer structure for providing particular additional functionalities to those of a spring mass system using stopper structures for limiting the travel of the seismic mass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Claims (27)

1. Устройство МЭМС или НЭМС типа датчика или привода, имеющее упорный набор, включающий в себя:
первый плоский слой (1), содержащий первый плоский электрод (10), предназначенный для подачи на него первого электрического потенциала, и второй плоский электрод (11), предназначенный для подачи на него второго электрического потенциала, отличающегося от первого потенциала,
при этом первый плоский электрод (10) является подвижным относительно второго плоского электрода (11) в первом направлении (А), параллельном первому плоскому слою,
второй плоский слой (2), наложенный на первый плоский слой (1) и электрически изолированный от первого плоского слоя (1) по меньшей мере одним промежуточным слоем (3) из изоляционного материала, при этом второй плоский слой (2) содержит первый плоский элемент (20), механически соединенный с первым плоским электродом (10), и второй плоский элемент (21), механически соединенный со вторым плоским электродом (11),
отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один упорный элемент (24), проходящий от первого плоского элемента (20) или от второго плоского элемента (21) в первом направлении (А) и выступающий относительно указанного плоского элемента в первом направлении (А),
при этом упорный элемент (24), который проходит от одного из плоских элементов, предназначен для подачи на него такого же электрического потенциала, что и на находящуюся напротив поверхность (23), принадлежащую к другому из плоских элементов (21),
при этом упорный элемент (24) и электроды выполнены таким образом, чтобы упорный элемент (24) входил в контакт с находящейся напротив поверхностью (23) и блокировал сближение двух плоских электродов (10, 11) в первом направлении (А) во время воздействия.
2. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 1, в котором упорный элемент и электроды выполнены таким образом, чтобы в состоянии отсутствия воздействия любой свободный конец (101) первого плоского электрода (10) находился относительно ближайшего конца (102) второго плоского электрода в первом направлении (А) на минимальном расстоянии (Dmin), превышающем первое расстояние свободного хода (DB), при этом указанное расстояние определено как минимальное расстояние между упорным элементом (24) и находящейся напротив поверхностью.
3. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 2, в котором минимальное расстояние (Dmin) превышает сумму первого расстояния свободного хода (DB) и второго заранее определенного расстояния, сверх которого существует риск потери изолирующего характера газа, окружающего электроды (10, 11), и может возникнуть короткое замыкание между двумя концами (101, 102) электродов.
4. Устройство МЭМС или НЭМС по любому из пп. 1-3, в котором по меньшей мере один первый плоский электрод (11') является по меньшей мере частично деформируемым в первом направлении (А), при этом сумма максимальных возможных деформаций электродов (10', 11') в первом направлении (А) определяет расстояние прогиба (DFE) электрода, при этом минимальное расстояние (Dmin) выбрано таким, чтобы превышать сумму первого расстояния свободного хода (DB) и расстояния прогиба (DFE) электрода.
5. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 4, в котором по меньшей мере один первый плоский элемент (20) является по меньшей мере частично деформируемым в первом направлении (А), при этом сумма максимальных возможных деформаций плоских элементов (20, 21) в первом направлении (А) определяет заданное расстояние прогиба (DFP) плоского элемента, при этом минимальное расстояние (Dmin) выбрано таким, чтобы превышать сумму первого расстояния свободного хода (DB) и расстояния прогиба (DFP) плоского элемента.
6. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 5, в котором по меньшей мере один из двух плоских элементов (20, 21) является частично деформируемым в первом направлении (А),
при этом во втором плоском слое (2) образована полость (26) в месте крепления упорного элемента (24) и/или образована полость (27) вдоль наружного края поверхности (23), находящейся напротив упорного элемента (24),
при этом расстояние прогиба (DFP) плоского элемента определено как сумма размеров в первом направлении (А) двух полостей (26, 27) или, в случае необходимости, как размер в первом направлении единственной полости, выполненной во втором плоском слое (2).
7. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 5, в котором оба плоских электрода (10', 11') и оба плоских элемента (20, 21) являются деформируемыми в первом направлении (А), при этом на первом плоском элементе (21) выполнен первый упорный элемент (25), и на втором плоском элементе (20) выполнен второй упорный элемент (24),
при этом первая сквозная полость (13) выполнена по всей высоте набора в месте крепления первого упорного элемента (25) и с совмещением в первом направлении (А) с указанным первым упорным элементом (25), но не с совмещением в первом направлении (А) со вторым упорным элементом (24), образуя первую гибкую пластинку (14),
при этом вторая сквозная полость (12) выполнена по всей высоте набора в месте крепления второго упорного элемента (24) и с совмещением в первом направлении (А) с указанным вторым упорным элементом (24), но не с совмещением в первом направлении (А) с первым упорным элементом (25), образуя вторую гибкую пластинку (15),
при этом первое расстояние свободного хода (DB) определено как минимальное расстояние между первым упорным элементом (25) и находящейся напротив поверхностью, при этом расстояние прогиба (DFE) электрода определено как сумма размеров двух сквозных полостей (12, 13) в первом направлении (А).
8. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 5, в котором на первом плоском элементе (21) выполнен первый упорный элемент (25), и на втором плоском элементе (20) выполнен второй упорный элемент (24),
при этом первая сквозная полость (13') выполнена по всей высоте набора в первом плоском электроде (11') с совмещением в первом направлении (А) с концом (22') находящегося напротив второго упорного элемента (24), образуя первую гибкую пластинку (15'),
и вторая сквозная полость (13'') выполнена по всей высоте набора в первом плоском электроде (11') в месте крепления первого упорного элемента (25) и с совмещением в первом направлении (А) с указанным первым упорным элементом (25), образуя вторую гибкую пластинку (15''),
при этом первое расстояние свободного хода (DB) определено как минимальное расстояние между первым упорным элементом (25) и находящейся напротив поверхностью.
9. Устройство МЭМС или НЭМС по одному из пп. 1-8, в котором оба плоских электрода являются также подвижными относительно друг друга во втором направлении (В), по существу перпендикулярном к первому направлению (А),
при этом второе направление (В) параллельно плоскому слою (1), содержащему электроды,
при этом на первом плоском элементе (21) выполнен первый упорный элемент (25), и на втором плоском элементе (20) выполнен второй упорный элемент (24),
при этом набор выполнен так, чтобы в состоянии отсутствия воздействия любой свободный конец первого плоского электрода (11') находился относительно второго плоского электрода (10') во втором направлении (В) на минимальном расстоянии (Dmin'), превышающем второе расстояние свободного хода (DB'), при этом второе расстояние свободного хода (DB') определено как минимальное расстояние между первым и вторым упорными элементами (24, 25) во втором направлении (В).
10. Устройство МЭМС или НЭМС по любому из пп. 1-9, в котором электрод содержит плоскую пластину и/или в котором электрод содержит электростатическую гребенку.
RU2019129497A 2017-02-23 2018-04-20 Устройство мэмс или нэмс с упорным набором RU2758699C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1751433 2017-02-23
FR1751433A FR3065956B1 (fr) 2017-02-23 2017-02-23 Dispositif mems ou nems a empilement de butee
PCT/FR2018/000095 WO2018154196A1 (fr) 2017-02-23 2018-04-20 Dispositif mems ou nems à empilement de butée

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019129497A true RU2019129497A (ru) 2021-03-23
RU2019129497A3 RU2019129497A3 (ru) 2021-07-21
RU2758699C2 RU2758699C2 (ru) 2021-11-01

Family

ID=62455537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129497A RU2758699C2 (ru) 2017-02-23 2018-04-20 Устройство мэмс или нэмс с упорным набором

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10858242B2 (ru)
EP (1) EP3585723B1 (ru)
CN (1) CN110636987B (ru)
FR (1) FR3065956B1 (ru)
RU (1) RU2758699C2 (ru)
WO (1) WO2018154196A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10217045B2 (en) * 2012-07-16 2019-02-26 Cornell University Computation devices and artificial neurons based on nanoelectromechanical systems
EP3839519B1 (en) 2019-12-18 2023-11-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Microelectromechanical device with stopper
DE102020205616A1 (de) * 2020-05-04 2021-11-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mikromechanische Sensoranordnung, Verfahren zur Verwendung einer mikromechanischen Sensoranordnung
DE102020210138A1 (de) * 2020-08-11 2022-02-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7870788B2 (en) * 2002-01-25 2011-01-18 Kinemetrics, Inc. Fabrication process and package design for use in a micro-machined seismometer or other device
EP1626283B1 (en) * 2004-08-13 2011-03-23 STMicroelectronics Srl Micro-electromechanical structure, in particular accelerometer, with improved insensitivity to thermomechanical stresses
US7617729B2 (en) * 2006-02-21 2009-11-17 Physical Logic Ag Accelerometer
US8952463B2 (en) * 2008-07-08 2015-02-10 Pixart Imaging Incorporation MEMS structure preventing stiction
RU2417941C1 (ru) * 2009-11-19 2011-05-10 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ") Способ изготовления мэмс коммутатора
FR2954505B1 (fr) * 2009-12-22 2012-08-03 Commissariat Energie Atomique Structure micromecanique comportant une partie mobile presentant des butees pour des deplacements hors plan de la structure et son procede de realisation
US20130019678A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-24 Lazaroff Dennis M Limiting travel of proof mass within frame of MEMS device
CN102879609B (zh) * 2012-10-26 2013-11-27 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 “h”形梁的电容式加速度传感器及制备方法
US9476712B2 (en) 2013-07-31 2016-10-25 Honeywell International Inc. MEMS device mechanism enhancement for robust operation through severe shock and acceleration
FR3031096A1 (fr) * 2014-12-26 2016-07-01 Delfmems Dispositif microelectromecanique ou nanoelectromecanique comportant une membrane qui est mobile en translation et est profilee pour reduire les courts-circuits et la formation d'arcs electriques
RU159172U1 (ru) * 2015-08-07 2016-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Базовые технологии" Рч мэмс варактор с электростатической активацией
US10273141B2 (en) * 2016-04-26 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Rough layer for better anti-stiction deposition
US10732199B2 (en) * 2017-12-20 2020-08-04 Apple Inc. Multi-stage MEMS accelerometer for mixed g-level operation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019129497A3 (ru) 2021-07-21
FR3065956A1 (fr) 2018-11-09
CN110636987B (zh) 2022-12-20
CN110636987A (zh) 2019-12-31
EP3585723B1 (fr) 2022-06-01
US20190389722A1 (en) 2019-12-26
US10858242B2 (en) 2020-12-08
RU2758699C2 (ru) 2021-11-01
EP3585723A1 (fr) 2020-01-01
WO2018154196A1 (fr) 2018-08-30
FR3065956B1 (fr) 2021-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2019129497A (ru) Устройство мэмс или нэмс с упорным набором
CN104918194B (zh) 声响转换器
US20190248645A1 (en) Electrostatic device
US11693230B2 (en) Optical device
JP2006159356A (ja) 圧電駆動型ｍｅｍｓ装置
JP2010011547A (ja) 発電デバイス
JP2016091792A5 (ru)
JP2015006047A5 (ru)
US20150023819A1 (en) Piezoelectric fan
US11527968B2 (en) Method of manufacturing MEMS vibration element and MEMS vibration element
KR102431710B1 (ko) 횡모드 억제를 위한 표면 탄성파 디바이스
JP5664821B2 (ja) 圧電ファン
KR101707923B1 (ko) 압전 액츄에이터 및 이의 구동 방법
JP5399888B2 (ja) 音叉型屈曲水晶振動素子
JP2016092888A (ja) 圧電発電装置
JP2018033239A (ja) 半導体装置
WO2022004848A1 (ja) 圧電素子
US20170003500A1 (en) Drive apparatus
JP2015139034A5 (ru)
KR101707521B1 (ko) 압전 액츄에이터 및 이의 구동 방법
JP2008278710A (ja) 圧電素子及び振動型アクチュエータ
JP6365436B2 (ja) 弾性波装置
JP2008517777A (ja) 変形可能なブリッジを含むマイクロシステム
KR100559079B1 (ko) 광스위치 및 그 구동 방법
JP2019134035A5 (ru)