Микроэлектромеханические системы (МЭМС) – миниатюрные устройства, в которых электрические подсистемы интегрируются на микроуровне с механическими.
В работе проводилось моделирование механической части МЭМС структуры для определения оптимального варианта конструкции, удовлетворяющей требованиям по напряжению срабатывания и устойчивой к внешним механическим воздействиям. Объектом исследования выбрана конструкция СВЧ микропереключателя, выполненная по планарной технологии на основе микрополосковой линии на подложке из поликора (Al2O3), с использованием золота в качестве материала как исполнительного механизма, так и проводящего слоя.
В ходе работы исследуется попарное взаимодействие электростатической и механической силы друг на друга в процессе работы микропереключателя. Исследовано влияние изменения геометрии исполнительного механизма на силы электростатического взаимодействия. Определена величина минимального напряжения в 50 В, обеспечивающая стабильную работоспособность изделия.
Особое внимание уделяется моделированию воздействия одиночных ударов и вибрации на исполнительный механизм МЭМС устройства. Проведено исследование зависимости изменения резонансной частоты от геометрии исполнительного механизма. Сравнение расчетных результатов величины напряжения срабатывания и данных, полученных в ходе эксперимента, показывают расхождение не более 15 %, а результатами моделирования внешнего механического воздействия - не более 10 %. Приведены результаты по описанию полученных функциональных зависимостей для первой изгибной моды.
Моделирование позволило на начальном этапе получить результаты по испытаниям на предельные и разрушающие нагрузки, сыграв при этом важную роль в выборе оптимального варианта конструкции.
Библиографическая ссылка
Бичурин М.И., Семенов Г.А, Конькин А.В. Анализ подвижной части микропереключателя в Ansys // Компьютерное моделирование в науке и технике
.
URL: http://econf.rae.ru/article/5373 (дата обращения: 22.01.2025).
Прочитать публикацию в формате PDF