應(yīng)用于MEMS通訊繼電器的雙穩(wěn)態(tài)微電磁驅(qū)動器的研究.pdf

1、繼電器是一種常用的基本機電元件，在航空航天領(lǐng)域、計算機、通訊等領(lǐng)域中起著十分重要的作用。通訊繼電器是繼電器主要應(yīng)用方向之一，其產(chǎn)值大約占整個繼電器產(chǎn)業(yè)的四分之一，并且是繼電器產(chǎn)品中技術(shù)含量和附加值較高的一部分。 本文設(shè)計了一種應(yīng)用于微型化通訊繼電器的雙穩(wěn)態(tài)電磁驅(qū)動器，主要由平面線圈、鎳彈性平臺和中央硅墊片三部分組成。使用雙層銅線圈與中央鐵芯磁化的方法來增強電磁作用力；采用聚酰亞胺作為絕緣層；采用永磁體實現(xiàn)器件的雙穩(wěn)機制。

2、 采用基本磁路原理初步分析了本文所設(shè)計的電磁驅(qū)動MEMS平面線圈微驅(qū)動器。考慮氣隙中漏磁通，感應(yīng)磁動勢的分布效應(yīng)，與軟磁材料相對磁導(dǎo)率的非線性這幾方面的影響，基于分段磁路的方法建立了器件的磁路模型。用Matlab編程、Ansys模擬，計算比較了活動懸臂梁厚度與工作氣隙寬度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對器件性能的影響，懸臂梁厚度是影響器件性能的關(guān)鍵因素。得到優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為器件的工藝制作提供理論參考。 采用微細加工技術(shù)制作了這種微電磁驅(qū)動器。主要

3、采用聚酰亞胺絕緣層工藝制作了平面線圈，討論了聚酰亞胺的甩膠，熱處理及磨拋等工藝，完成了器件絕緣部分的制作。同時，本文采用微電鑄和濕法刻蝕工藝制作了鎳彈性平臺，并通過在鎳彈性平臺背面電鍍一層坡莫合金的方法來制成銜鐵，采用濕法刻蝕工藝制作了硅墊片，用來調(diào)整器件的工作氣隙。 利用測量顯微鏡、激光測位計等設(shè)備測量了鎳彈性平臺的彈性系數(shù)，并對器件的雙穩(wěn)態(tài)進行了調(diào)試。實驗結(jié)果表明，器件具有良好的雙穩(wěn)特性，響應(yīng)時間約為10ms，從而驗證了雙穩(wěn)