用靜電懸浮技術設計耐久的MEMS開關

2020-11-23 電子發燒友

用靜電懸浮技術設計耐久的MEMS開關

發表於 2019-01-07 14:34:43

據麥姆斯諮詢報導，賓厄姆頓大學（Binghamton University）、紐約州立大學（State University of New York）的研究人員開發出了一種使手機和電力線更耐久的方法。


賓厄姆頓大學機械工程助理教授Sherry Towfighian和研究生Mark Pallay開發了一款新型MEMS開關，利用靜電懸浮技術提供了更耐久的系統。「所有手機都在使用MEMS開關進行無線通信，但傳統MEMS開關只有兩個電極，」Towfighian說，「這些開關在一個小時內會多次打開和閉合，因此這種雙電極系統會限制它們的使用壽命。」當兩個電極在多次重複後接觸時，底部電極的表面會損壞，從而導致MEMS開關必須丟棄和更換。一些研究人員試圖通過在電極上添加凹痕或著觸墊來減少電極碰撞時的接觸面積，以避免這種損傷，但Towfighian解釋稱，這只能延緩材料的最終損壞。

她想打造一種完全避免損壞的系統。她沒有遵循傳統的雙電極模型，而是設計了一種底部有三個電極的MEMS開關，這三個電極平行安置。底部右側和左側的兩個電極接電，而中間和頂部電極接地。Towfighian解釋說：「這種MEMS開關通常是閉合的，但是側電極提供了一個強大的向上力，可以克服兩個中間電極之間的力並打開開關。」這種被稱為靜電懸浮的力，目前在雙電極系統中是無法實現的。這種力可防止器件在連續使用後永久損壞，並可實現可靠的雙向開關。「對於手機來說，這種設計意味著更長的壽命和更少的部件更換，」Towfighian說，「對於電力線，當電壓超過極限，我們想打開開關時，這種類型的MEMS開關會很有用。這種設計使我們能夠有更可靠的開關來監測異常的電壓高峰，就像地震造成的情況，會對公眾安全造成威脅。」這項名為「採用靜電懸浮的高可靠MEMS開關」的研究成果已經發表於近期的《應用物理學快報》。

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