弗勞恩霍夫光子微系統研究所開發出新型納米級靜電驅動MEMS彎曲執行器

麥姆斯諮詢報導,Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems(德國弗勞恩霍夫光子微系統研究所,以下簡稱IPMS)開發出一款新型靜電微執行器,僅需很低的功耗和驅動電壓就可以實現大幅度垂直或側向偏轉。該技術可用於擴展現有微系統解決方案,還可以通過創新設計開發新的應用領域。在Photonics West 2017(2017美國西部光電展)上,IPMS將在其中一場商品貿易展上首次展示這款新型靜電驅動彎曲執行器。

靜電驅動微執行器在智能手機、可穿戴產品、汽車、植入註射泵或微型投影儀中均有應用。如今,具有可動部件的高度微型化電子機械系統(MEMS),為光學、通訊、生物技術以及測量和醫療技術領域的無數應用提供了技術基礎。靜電場通常被用於驅動執行器。IPMS開發的納米級靜電驅動(NED)執行器將產生靜電力的電極間距降低至僅數百納米,但同時還能獲得超過100微米的大幅偏轉運動。

“通常更大的電極間距才能產生大幅的偏轉運動,因此,通常都需要較大的驅動電壓,”IPMS負責人及該項研究團隊帶頭人Harald Schenk教授解釋道,“不過,對於我們的納米級靜電驅動執行器,靜電力被轉為側向力,這些側向力在彎曲梁中會產生準靜態偏轉,這種偏轉實質上要大於電極間距。”

該納米級靜電驅動執行器的應用領域非常廣泛,Harald Schenk教授領導的研究團隊目前正為微型光學變焦鏡頭系統、微泵、微閥、聽覺可穿戴及助聽器應用的微型揚聲器設計定位驅動。在此研究過程中,該項技術可以證明其具備規模量產的潛力。該納米級靜電驅動執行器採用傳統MEMS表面微加工和體微加工製造工藝,可以很方便的集成進入半導體組件和CMOS電路。

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