Name: Real-Time DC-dynamique Méthode de sollicitation pour Temps de commutation amélioration de franges champ gravement sous-amorti électrostatiques MEMS Actionneurs (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-15T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 44 s
Description: Découvrez une méthode de sollicitation dynamique DC pour améliorer les temps de commutation des actionneurs MEMS électrostatiques sous-amortis. Cette technique optimise les formes d'onde de polarisation en temps réel.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Les auteurs tiennent à remercier Ryan Tung pour son aide et discussions techniques utiles. Les auteurs souhaitent également souligner l&#39;aide et le soutien du personnel technique Birck Nanotechnology Center. Ce travail a été financé par l&#39;Agence Defense Advanced Research Projects sous la Purdue Micro-ondes reconfigurable évanescent Mode cavité Filtres étude. Et aussi par le Centre de prévision NNSA de la fiabilité, l&#39;intégrité et la survie des microsystèmes et ministère de l&#39;Énergie sous Prix Nombre DE-FC5208NA28617. Les vues, les opinions et / ou les conclusions contenues dans le présent document / présentation sont celles des auteurs / présentateurs et ne doivent pas être interprétées comme représentant l&#39;opinion ou les politiques officielles, explicite ou implicite, de l&#39;Agence pour les projets de recherche avancée de défense ou le ministère de la Défense.

<ol><li>Rebeiz, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRebeiz%2C+G+%22RF+MEMS%3A+Theory%2C+Design%2C+and+Technology%22">RF MEMS: Theory, Design, and Technology</a>. , John Wiley and Sons. (2003).</li>
<li>Senturia, S. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSenturia%2C+SD+%22Microsystem+Design%22">Microsystem Design</a>. , Springer. (2001).</li>
<li>Bouchaud, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBouchaud%2C+J+%22Propelled+by+HP+Inkjet+Sales%2C+STMicroelectronics+Remains+Top+MEMS+Foundry%22">Propelled by HP Inkjet Sales, STMicroelectronics Remains Top MEMS Foundry</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.isuppli.com/MEMS-and-Sensors/News/Pages/Propelled-by-HP-Inkjet-Sales-STMicroelectronics-Remains-Top-MEMS-Foundry.aspx">http://www.isuppli.com/MEMS-and-Sensors/News/Pages/Propelled-by-HP-Inkjet-Sales-STMicroelectronics-Remains-Top-MEMS-Foundry.aspx</a> (2011).</li>
<li>Lantowski, K. G. D. The Future of Cinema Has Arrived: More Than 50,000. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLantowski%2C+KGD+%22Theatre+Screens+Worldwide+Feature+The+Brightest%2C+2D%2F3D+Digital+Cinema+Experience+With+DLP+Cinema%22">Theatre Screens Worldwide Feature The Brightest, 2D/3D Digital Cinema Experience With DLP Cinema</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.dlp.com/technology/dlp-press-releases/press-release.aspx?id=1510">http://www.dlp.com/technology/dlp-press-releases/press-release.aspx?id=1510</a> (2011).</li>
<li>Bosch-Wachtel, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBosch-Wachtel%2C+T+%22Knowles+Ships+2+Billionth+SiSonic+MEMS+Microphone%22">Knowles Ships 2 Billionth SiSonic MEMS Microphone</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://pressrelease.smartoman.com/?p=2810">http://pressrelease.smartoman.com/?p=2810</a> (2011).</li>
<li>Burke, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBurke%2C+J+%22Mirasol+Display+Capabilities+Add+Color+and+Interactivity+to+Improve+User+Experience+for+Renowned+Jin+Yong+Branded+Device%22">Mirasol Display Capabilities Add Color and Interactivity to Improve User Experience for Renowned Jin Yong Branded Device</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.mirasoldisplays.com/press-center/pressreleases/2012/01/koobe-taiwan%E2%80%99s-leading-e-reader-manufacturer-and-qualcommbring">http://www.mirasoldisplays.com/press-center/pressreleases/2012/01/koobe-taiwan%E2%80%99s-leading-e-reader-manufacturer-and-qualcommbring</a> (2012).</li>
<li>Bettler, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBettler%2C+D+%22MEMStronics+Captures+Prestigious+R+%26+D+100+Award%22">MEMStronics Captures Prestigious R & D 100 Award</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href=" http://www.memtronics.com/files/MEMtronics_Press_Release7_1_2011.pdf"> http://www.memtronics.com/files/MEMtronics_Press_Release7_1_2011.pdf</a> (2011).</li>
<li>Marsh, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarsh%2C+C+%22Omron+Releases+New+RF+MEMS+Switch+with+Superior+High+Frequency+Characteristics+rated+to+100+Million+Operations%22">Omron Releases New RF MEMS Switch with Superior High Frequency Characteristics rated to 100 Million Operations</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href=" http://www.components.omron.com/components/web/pdflib.nsf/0/. D69D5B6BCBE68DC2862574FD005B5141/$file/Omron 2MES-1 PR final.pdf"> http://www.components.omron.com/components/web/pdflib.nsf/0/. D69D5B6BCBE68DC2862574FD005B5141/$file/Omron 2MES-1 PR final.pdf</a> (2008).</li>
<li>Rosa, M. A., Bruyker, D. D., Volkel, A. R., Peeters, E., Dunec, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+external+electrode+configuration+for+the+electrostatic+actuation+of+MEMS+based+devices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">A novel external electrode configuration for the electrostatic actuation of MEMS based devices.</a> J. Micromech. Microeng. 14, 446-451 (2004).</li>
<li>Rottenberg, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+fringing-field+actuator+%28EFFA%29%3A+application+towards+a+low-complexity+thin+film+RF-MEMS+technology%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Electrostatic fringing-field actuator (EFFA): application towards a low-complexity thin film RF-MEMS technology.</a> J. Micromech. Microeng. 17, S204-S210 (2007).</li>
<li>Allen, W. N., Small, J., Liu, X., Peroulis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bandwidth-optimal+single+shunt-capacitor+matching+networks+for+parallel+RC+loads+of+Q+%3E%3E+1%5BTitle%5D)+AND+%22Asia-Pacific+Microw.+Conf+%28Singapore%29%22%5BJournal%5D)">Bandwidth-optimal single shunt-capacitor matching networks for parallel RC loads of Q >> 1.</a> Asia-Pacific Microw. Conf (Singapore). , 2128-2131 (2009).</li>
<li>Small, J., Liu, X., Garg, A., Peroulis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatically+tunable+analog+single+crystal+silicon+fringing-field+MEMS+varactor%5BTitle%5D)+AND+%22Asia-Pacific+Microw+Conf+%28Singapore%29%22%5BJournal%5D)">Electrostatically tunable analog single crystal silicon fringing-field MEMS varactor.</a> Asia-Pacific Microw Conf (Singapore). , 575-578 (2009).</li>
<li>Liu, X., Small, J., Berdy, D., Katehi, L. P. B., Chappell, W. J., Peroulis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+mechanical+vibration+on+the+performance+of+RF+MEMS+evanescent-mode+tunable+resonators%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Microw.+Wireless+Compon.+Lett%22%5BJournal%5D)">Impact of mechanical vibration on the performance of RF MEMS evanescent-mode tunable resonators.</a> IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 21, 406-408 (2011).</li>
<li>Small, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+fringing+field+actuation+for+pull-in+free+RF-MEMS+analog+tunable+resonators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Electrostatic fringing field actuation for pull-in free RF-MEMS analog tunable resonators.</a> J. Micromech. Microeng. 22, 095004(2012).</li>
<li>Su, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22A+lateral-drive+method+to+address+pull-in+failure+in+MEMS%22">A lateral-drive method to address pull-in failure in MEMS</a>. , Dept. Elect. Comput. Eng., University of Notre Dame. (2008).</li>
<li>Scott, S., Peroulis, D. A capacitively-loaded MEMS slot element for wireless temperature sensing of up to 300°C . IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig, Boston, MA, USA, , 1161-1164 (2009).</li>
<li>Scott, S., Sadeghi, F., Peroulis, D. Inherently-robust 300C MEMS sensor for wireless health monitoring of ball and rolling element bearings. IEEE Sensors, Christchurch, New Zealand, , 975-978 (2009).</li>
<li>Lee, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-contact+electrostatic+microactuator+using+slit+structures%3A+theory+and+a+preliminary+test%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Non-contact electrostatic microactuator using slit structures: theory and a preliminary test.</a> J. Micromech. Microeng. 17, 2186-2196 (2007).</li>
<li>Su, J., Yang, H., Fay, P., Porod, W., Berstein, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+surface+micromachined+offset-drive+method+to+extend+the+electrostatic+travel+range%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">A surface micromachined offset-drive method to extend the electrostatic travel range.</a> J. Micromech. Microeng. 20, 015004(2010).</li>
<li>Small, J., Fruehling, A., Garg, A., Liu, X., Peroulis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DC-dynamic+biasing+for+%3E50x+switching+time+improvement+in+severely+underdamped+fringing-field+electrostatic+MEMS+actuators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">DC-dynamic biasing for >50x switching time improvement in severely underdamped fringing-field electrostatic MEMS actuators.</a> J. Micromech. Microeng. 22, (2012).</li>
<li>Borovic, B., Liu, A. Q., Popa, D., Cai, H., Lewis, F. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-loop+versus+closed-loop+control+of+MEMS+devices%3A+Choices+and+issues%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Open-loop versus closed-loop control of MEMS devices: Choices and issues.</a> J. Micromech. Microeng. 15, 1917-1924 (2005).</li>
<li>Pons-Nin, J., Rodriquez, A., Castaner, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltage+and+pull-in+time+in+current+drive+of+electrostatic+actuators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Microelectromech.+Syst%22%5BJournal%5D)">Voltage and pull-in time in current drive of electrostatic actuators.</a> J. Microelectromech. Syst. 11, 196-205 (2002).</li>
<li>Czaplewski, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Soft+Landing+Waveform+for+Actuation+of+a+Single-Pole+Single-Throw+Ohmic+RF+MEMS+Switch%5BTitle%5D)+AND+%22+J.+Microelectromech.+Syst%22%5BJournal%5D)">A Soft Landing Waveform for Actuation of a Single-Pole Single-Throw Ohmic RF MEMS Switch.</a> J. Microelectromech. Syst. 15, 1586-1594 (2006).</li>
<li>Elata, D., Bamberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+dynamic+pull-in+of+electrostatic+actuators+with+multiple+degrees+of+freedom+and+multiple+voltage+sources%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Microelectromech.+Syst%22%5BJournal%5D)">On the dynamic pull-in of electrostatic actuators with multiple degrees of freedom and multiple voltage sources.</a> J. Microelectromech. Syst. 15, 131-140 (2006).</li>
<li>Chen, K. S., Ou, K. S. Fast positioning and impact minimizing of MEMS devices by suppression motion-induced vibration by command shaping method. Proc. IEEE 22nd Int. Conf. Micro Electro Mech. Syst, Sorrento, Italy, , 1103-1106 (2009).</li>
<li>Chen, K. S., Yang, T. S., Yin, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Residual+vibration+suppression+for+duffing+nonlinear+systems+with+electromagnetical+actuation+using+nonlinear+command+shaping+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22ASME+J.+Vibration+and+Acoustics%22%5BJournal%5D)">Residual vibration suppression for duffing nonlinear systems with electromagnetical actuation using nonlinear command shaping techniques.</a> ASME J. Vibration and Acoustics. 128, 778-789 (2006).</li>
<li>Buffered oxide etchant; MSDS No. B5636 [Online]; . , Mallinckrodt Baker, Inc. Phillipsburg, NJ. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://nrf.aux.eng.ufl.edu/_files/msds/299.pdf">http://nrf.aux.eng.ufl.edu/_files/msds/299.pdf</a> (2009).</li>
<li>Acetone; MSDS No. A0446 [Online]. , Mallinckrodt Baker, Inc.. Phillipsburg, NJ. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.clean.cise.columbia.edu/msds/acetone.pdf">http://www.clean.cise.columbia.edu/msds/acetone.pdf</a> (2001).</li>
<li>Isopropyl alcohol. MSDS No. BDH-140 [Online]. , Honeywell. Muskegon, MI. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://grice.cofc.edu/pdf/MSDS/Rm205/Plante/Isopropyl%20Alcohol%2099%25.pdf">http://grice.cofc.edu/pdf/MSDS/Rm205/Plante/Isopropyl%20Alcohol%2099%25.pdf</a> (2005).</li>
<li>Hexamethyldisilazane. MSDS No. H2066 [Online]. , Mallinckrodt Baker, Inc. Phillipsburg, NJ. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://kni.caltech.edu/facilities/msds/hmds.pdf">http://kni.caltech.edu/facilities/msds/hmds.pdf</a> (2007).</li>
<li>Microposit SC 1827 Positive Photoresist. [Online]. , Rohm and Haas Electronic Materials LLC. Marlborough, MA. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://mfc.engr.arizona.edu/safety/MSDS%20FOLDER/Microposit%20SC%201827%20Photoresist.pdf">http://mfc.engr.arizona.edu/safety/MSDS%20FOLDER/Microposit%20SC%201827%20Photoresist.pdf</a> (2004).</li>
<li>SUSS MJB 3 mask aligner operator’s reference manual rev A. [Online]. , Karl Suss. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.acsu.buffalo.edu/~btvu/doc/cr/Suss%20MJB-3%20Operator's%20Manual.pdf">http://www.acsu.buffalo.edu/~btvu/doc/cr/Suss%20MJB-3%20Operator's%20Manual.pdf</a> (2013).</li>
<li>Microposit MF-26A developer. [Online]. , Shipley Europe Ltd. Coventry, UK. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.nanotech.wisc.edu/CNT_LABS/MSDS/Developers/MSDS%20MF26A.pdf">http://www.nanotech.wisc.edu/CNT_LABS/MSDS/Developers/MSDS%20MF26A.pdf</a> (2000).</li>
<li>Technics 800 Micro RIE Operating Manual. [Online]. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://research.engineering.ucdavis.edu/cnm2/wp-content/uploads/sites/11/2013/05/Technics800RIE.pdf">http://research.engineering.ucdavis.edu/cnm2/wp-content/uploads/sites/11/2013/05/Technics800RIE.pdf</a> (2008).</li>
<li>Tetramethylammonium hydroxide. MSDS No. 334901 [Online]. , Sigma-Aldrich. Saint Loius, MO. Available from: 
 <a target="_blank" href="
http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=US&language=en&productNumber=334901&brand=SIAL&PageToGoToURL=http%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fproduct%2Fsial%2F334901%3Flang%3Den">
http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=US&language=en&productNumber=334901&brand=SIAL&PageToGoToURL=http%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fproduct%2Fsial%2F334901%3Flang%3Den</a> (2012).</li>
<li>Hydrofluoric acid. [Online]. , Sciencelab.com, Inc. Houston, TX. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924296">http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924296</a> (2012).</li>
<li>Piranha clean. [Online]. , Tufts University Standard Operating Procedure. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://engineering.tufts.edu/microfab/index_files/SOP/PiranhaClean_SOP.pdf">http://engineering.tufts.edu/microfab/index_files/SOP/PiranhaClean_SOP.pdf</a> (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Transene+Sulfite+Gold+TSG-250.+Product+Number%3A+110-TSG-250%22">Transene Sulfite Gold TSG-250. Product Number: 110-TSG-250</a>. , Transene Company. Danvers, MA. (2012).</li>
<li>Baker PRS-3000™ Positive Resist Stripper. MSDS No. B0203 [Online]. , Mallinckrodt Baker, Inc. Phillipsburg, NJ. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://mcf.tamu.edu/docs/msds-pdfs/BAKER-PRS-3000.pdf">http://mcf.tamu.edu/docs/msds-pdfs/BAKER-PRS-3000.pdf</a> (2001).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Gold+etchant+type+TFA.+Product+Number%3A+060-0015000%22">Gold etchant type TFA. Product Number: 060-0015000</a>. , Transene Company. Danvers, MA. (2012).</li>
<li>Xenon Difluoride Etching System. Lab manual Chapter 7.5 [Online]. , Marvell Nanofabrication Laboratory. Berkeley, CA. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://nanolab.berkeley.edu/labmanual/chap7/7.5xetch.pdf">http://nanolab.berkeley.edu/labmanual/chap7/7.5xetch.pdf</a> (2003).</li>
<li>Garg, A., Small, J., Mahapatro, A., Liu, X., Peroulis, D. Impact of sacrificial layer type on thin film metal residual stress. IEEE Sensors, Christchurch, New Zealand, , 1052-1055 (2009).</li>
</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à divulguer.

Faible contrainte résiduelle Au dépôt du film et une libération sec avec XeF2 sont des éléments gravement à la fabrication réussie de l&#39;appareil. Actionneurs frangeant champ électrostatique fournissent des forces relativement faibles par rapport aux actionneurs terrain à plaques parallèles. MEMS typiques minces contraintes de films&gt; 60 MPa donneront lieu à des tensions élevées de l&#39;entraînement qui peuvent potentiellement compromettre la fiabilité de l&#39;EFFA MEMS. Pour cette raison, la recette d...

Systèmes micro-électromécaniques (MEMS) utilisent plusieurs mécanismes d&#39;actionnement de réaliser un déplacement mécanique. Les plus populaires sont, thermique, piézoélectrique, magnétostatique et électrostatique. Pour peu de temps de commutation, actionnement électrostatique est la technique la plus populaire 1, 2. Dans la pratique, la conception mécanique critique amorties offrent le meilleur compromis entre le temps de montée initiale et le temps de stabilisation. Lors de l&#39;application de la polarisation continue et l&#39;actionnement de la membrane vers le bas vers l&#39;électrode déroulant, le temps de stabilisation n&#39;est pas un problème important que la membrane se casser vers le bas et adhérer à l&#39;électrode d&#39;actionnement enduit diélectrique. Plusieurs applications ont bénéficié de la conception d&#39;actionnement électrostatique précitée 3-8. Cependant, la présence de l&#39;électrode revêtue déroulant diélectrique rend l&#39;actionneur sensible à la charge diélectrique et le blocage par adhérence. Membranes MEMS peuvent utiliser un uconception mécanique nderdamped d&#39;atteindre un temps de montée initiale rapide. Un exemple d&#39;une conception mécanique sous-amorti est le champ de dispersion commande électrostatique (EFFA) MEMS. Cette topologie a exposé beaucoup moins vulnérabilité aux mécanismes de défaillance typiques qui affligent conceptions basées électrostatiques 9-20. L&#39;absence de la contre-électrode parallèle et par conséquent, le champ électrique parallèle est la raison pour laquelle ces MEMS sont appelées de façon appropriée &quot;champ de dispersion&quot; actionné (figure 1). Pour la conception EFFA, l&#39;électrode d&#39;excursion basse est divisée en deux électrodes séparées qui sont disposées décalées latéralement de la membrane mobile, ce qui élimine complètement le chevauchement entre les parties mobiles et fixes du dispositif. Cependant, l&#39;élimination du substrat du dessous de la membrane mobile permet de réduire considérablement le film de compression élément d&#39;amortissement augmentant ainsi le temps de décantation. Figure 2B est un exemple d&#39;un temps de stabilisation en réponse à standard étape de sollicitation. Transitoire, ou DC-dynamique de polarisation appliquées en temps réel peut être utilisé pour améliorer le temps de décantation 20-26. Figures 2C et 2D illustrent qualitativement comment une forme d&#39;onde variant de temps peut effectivement annuler la sonnerie. Efforts de recherche antérieurs utilisent des méthodes numériques pour calculer la tension précise et les horaires de la polarisation d&#39;entrée pour améliorer le temps de commutation. Le procédé utilise dans cet ouvrage compacts expressions de forme fermée pour calculer les paramètres de forme d&#39;onde de polarisation d&#39;entrée. En outre, des travaux antérieurs a porté sur plaques parallèles actionnement. Bien que les structures sont conçues pour être sous-amorti, presser film amortissement est toujours disponible dans cette configuration. La méthode d&#39;actionnement présentée dans ce travail est champ de dispersion actionnement. Dans cette configuration resserrement film amortissement est effectivement éliminé. Il s&#39;agit d&#39;un cas extrême où l&#39;amortissement mécanique de la poutre MEMS est très faible. Cet article décrit comment fabriquer le dev EFFA MEMSglaces et d&#39;effectuer la mesure de valider expérimentalement le concept de forme d&#39;onde.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Chemicals</td></tr><tr><td>Buffered oxide etcant</td><td>Mallinckrodt Baker</td><td>1178</td><td>Dioxyde de silicium gravé, Ti etch</td></tr><tr><td>Acétone</td><td>Mallinckrodt Baker</td><td>5356</td><td>Wafer clean</td></tr><tr><td>Alcool isopropylique</td><td>Honeywell</td><td>BDH-140</td><td>Wafer clean</td></tr><tr><td>Hexamethyldisilizane</td><td>Mallinckrodt Baker</td><td>5797</td><td>Adhérence promoteur</td></tr><tr><td>Microposit SC 1827 Positive Photoresist</td><td>Shipley Europe Ltd</td><td>44090</td><td>Motif, galvanoplastie</td></tr><tr><td>Microposit MF-26A développeur</td><td>Shipley Europe Ltd</td><td>31200</td><td>Develop SC 1827</td></tr><tr><td>Hydroxyde de tétraméthylammonium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>334901</td><td>Bulk Si etch</td></tr><tr><td>Acide sulfurique</td><td>Sciencelab.com</td><td>SLS2539</td><td>Wafer clean</td></tr><tr><td>Peroxyde d’hydrogène</td><td>Sciencelab.com</td><td>SLH1552</td><td>Wafer clean</td></tr><tr><td>Transene Sulfite Gold TSG-250</td><td>Transense</td><td>110-TSG-250</td><td>Au Solution de galvanoplastie</td></tr><tr><td>Baker PRS-3000 Positive Resist Stripper</td><td>Mallinckrodt Baker</td><td>6403</td><td>Décapant photoresist</td></tr><tr><td>Type de mordançant d’or TFA</td><td>Transense</td><td>060-0015000</td><td>Au etch</td></tr><tr><td colspan="4"> Equipement</fort></td></tr><tr><td>Aligneur</td><td></td> de masque <td>Karl Suss MJB-3</td><td>Motif photoresist</td></tr><tr><td>Revêtement par pulvérisation cathodante</td><td></td><td>Perkin Elmer 2400 Sputterer</td><td>Dépôt</td></tr><tr><td>métal Four d’oxydation</td><td></td> thermique <td>Four d’oxydation pyrogène</td><td>Grow dioxyde de silicium</td></tr><tr><td>Gravure ionique réactive Plasmatech</td><td></td><td>RIE</td><td>Cendres plasmas</td></tr><tr><td>Gravure à sec</td> <td>de dioxyde de xénon</td><td>Xactix Difluorure de xénon Graveur Gravure</td><td>sélective du silicium isotrope sec</td></tr><tr><td>Profilomètre</td><td></td> de surface <td>Alpha-Step IQ</td><td>Mesure de la hauteur de pas</td></tr><tr><td>Anneau de</td><td></td> sonde <td>Signatone</td><td>Maintient les manipulateurs de sonde DC</td></tr><tr><td>Manipulateurs</td><td></td> DC <td>Signatone Série S-900 Micropositionneur</td><td>Applique la différence de potentiel à l’appareil</td></tr><tr><td>Vibromètre</td><td></td> <td>laser DopplerPolytec OFV-551/MSA-500 Analyseur de micro-systèmes</td><td>Mesure du temps de commutation</td></tr><tr>Générateur <td></td><td>de fonctions numériques</td><td>Agilent E4408B Générateur de fonctions</td><td>Crée la forme d’onde dynamique DC</td></tr><tr><td>Amplificateur</td><td></td> linéaire haute tension <td>Amplificateur linéaire haute tension monocanal A400</td> Facilite l’oscilloscope <td></td></tr><tr><td></td><td></td> numérique haute tension <td>Agilent DS05034A Oscilloscope numérique</td><td>Vérifier les paramètres de forme d’onde dynamique</td></tr></tbody></table>

real-time dc-dynamique méthode de sollicitation pour temps de commutation amélioration de franges champ gravement sous-amorti électrostatiques mems actionneurs

Real-Time DC-dynamic Biasing Method for Switching Time Improvement in Severely Underdamped Fringing-field Electrostatic MEMS Actuators

Mécaniquement MEMS franges de champ électrostatique-sous-amorti actionneurs sont bien connus pour leur opération de commutation rapide en réponse à une tension de polarisation d&#39;entrée en échelon unitaire. Toutefois, le compromis entre les performances de commutation amélioré est un temps relativement long pour atteindre chaque régler la hauteur de la fente en réponse à différentes tensions appliquées. Transitoire appliqué des formes d&#39;onde de polarisation sont utilisés pour faciliter des temps de commutation réduits pour les MEMS électrostatiques franges champ actionneurs présentant des facteurs de qualité mécaniques élevées. Retrait du substrat sous-jacent de l&#39;actionneur champ de dispersion crée l&#39;environnement d&#39;amortissement mécanique faible est nécessaire de tester efficacement le concept. Le retrait du substrat sous-jacent a également une amélioration substantielle du rendement de la fiabilité du dispositif en ce qui concerne une défaillance due à un frottement statique. Bien polarisation DC-dynamique est utile pour améliorer le temps de stabilisation, les vitesses de balayage nécessaires pour les appareils typiques de MEMS peuvent imposer des exigences agressives sur la charge pompes pour entièrement intégrés conceptions sur la puce. En outre, il peut y avoir des défis intégrant l&#39;étape d&#39;élimination du substrat dans les CMOS commerciales étapes d&#39;arrière-plan de ligne de traitement. Validation expérimentale des actionneurs fabriqués démontre une amélioration de 50x en temps de commutation par rapport à l&#39;étape de polarisation des résultats classiques. Par rapport aux calculs théoriques, les résultats expérimentaux sont en bon accord.

La configuration de la figure 4 est utilisée pour capturer la déviation par rapport à des caractéristiques temporelles des ponts MEMS. En utilisant le laser doppler vibromètre dans son mode de mesure en continu, les paramètres de tension et de temps précises peuvent être trouvés à entraîner l&#39;oscillation du faisceau minimum à la hauteur de l&#39;intervalle souhaité. Figure 5 illustre une déviation exemple de faisceau correspondant à la hauteur de 60 V d&#39;écart. On constate que la...

La conception du dispositif robuste de franges-champ électrostatique actionneurs MEMS résultats dans des conditions d&#39;amortissement retrait films intrinsèquement faible et longs de décantation pour effectuer des opérations de commutation à l&#39;aide de polarisation de l&#39;étape classique. L&#39;amélioration de la commutation du temps avec des formes d&#39;onde DC-dynamiques en temps réel réduit le temps de stabilisation de champ de dispersion MEMS actionneurs lors de la transition entre la mise à bas et terre-à-up États.

Real-Time DC-dynamique Méthode de sollicitation pour Temps de commutation amélioration de franges champ gravement sous-amorti électrostatiques MEMS Actionneurs

Mechanically underdamped electrostatic fringing-field MEMS actuators are well known for their fast switching operation in response to a unit step input ...

L'objectif général de l'expérience suivante est d'améliorer le temps de stabilisation des actionneurs microélectromécaniques à champ électrostatique de bord très insuffisamment amortis. Cela est réalisé par la microfabrication de l'actionneur électrostatique MAMs. Dans une deuxième étape, le substrat situé sous l'actionneur est gravé sélectivement, ce qui réduit considérablement l'amortissement dû au film de fluide coincé et accentue les conditions de sous-amortissement prononcé. Ensuite, des formes d'onde de polarisation dynamique sont appliquées en temps réel afin de déterminer les paramètres optimaux de la forme d'onde pour un temps de stabilisation rapide.Des résultats sont obtenus, montrant une amélioration significative du temps de commutation par comparaison avec un biais typique en échelon unitaire. Bien que la méthode soit utilisée pour améliorer le temps de commutation des actionneurs électrostatiques à champ de bord, elle peut également être appliquée à des domaines tels que la micro-métrologie afin d'extraire des paramètres de couches minces comme le module de Young, le coefficient de Poisson et la contrainte de traction biaxiale. La première étape dans la fabrication d

real-time-dc-dynamic-biasing-method-for-switching-time-improvement

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Ce manuscrit montre le processus de fabrication pour la fabrication d’actionneurs souples en élastomère diélectrique à base de membranes en silicone. Les trois étapes clés de la production sont présentées en détail : moulage de lames de fines membranes en silicone ; tampographie d’électrodes conformes ; et l’assemblage de tous les composants.

Processus de fabrication des élastomères diélectriques Actionneurs à base de silicone

Un protocole pour une conception de faisceau fixe-fixe à l’aide d’un vibromètre laser Doppler (LDV), y compris la mesure de la fréquence, tuning, modification de réglage capacité et éviter la défaillance du dispositif et prismatique, est présenté. La supériorité de la méthode LDV sur l’analyseur de réseau est démontrée en raison de sa capacité supérieure de la mode.

Méthodologie de conception et caractérisation pour filtres MEMS Tunable efficace Wide Range

Présenté ici est un protocole pour analyser les changements nanostructuraux au cours de biais in situ avec la microscopie électronique de transmission (TEM) pour une structure métallique empilée isolant-métal. Il a des applications significatives dans la commutation résistive barres transversales pour la prochaine génération de circuits logiques programmables et matériel de neuromimétisme, pour révéler leurs mécanismes de fonctionnement sous-jacents et l’applicabilité pratique.

Microscopie électronique de transmission in situ avec biais et fabrication de barres transversales asymétriques basées sur la phase mixte a-VOx

Cet article décrit un processus de fabrication rapide et simple de matériaux composites ioniques électromécaniquement actifs pour les actionneurs dans les applications biomédicales, biomimétiques et robotiques douces. Les principales étapes de fabrication, leur importance pour les propriétés finales des actionneurs et certaines des principales techniques de caractérisation sont décrites en détail.

Fabrication d’actionneurs mous électromécaniquement électromécaniques à base de carbone

Dans cet article, un filtre adaptatif basé sur un algorithme du moindre carré moyen normalisé (NLMS) et une méthode d’estimation de la vitesse de rotation sont introduits pour détecter les défauts électriques et hydrauliques de l’actionneur électro-hydrostatique (EHA). L’efficacité et la faisabilité des méthodes susmentionnées sont vérifiées par des simulations et des expériences.

Conception et application d’une méthode de détection de défauts basée sur des filtres adaptatifs et une estimation de vitesse de rotation pour un actionneur électro-hydrostatique

Ici, nous décrivons une pince magnétique à haute vitesse qui effectue des mesures nanomécaniques sur des biomolécules sensibles à la force à la vitesse maximale de 1,2 kHz. Nous introduisons son application aux épingles à cheveux à ADN et aux complexes SNARE en tant que systèmes modèles, mais elle sera également applicable à d’autres molécules impliquées dans des événements mécanobiologiques.

Pinces magnétiques à grande vitesse pour les mesures nanomécaniques sur des éléments sensibles à la force

Nous présentons un système holographique numérique de réflexion compact (CDHM) pour l'inspection et la caractérisation des dispositifs MEMS. Une conception de lentille moins en utilisant une onde d'entrée divergente fournissant un grossissement géométrique naturelle est démontrée. Des études à la fois statiques et dynamiques sont présentées.

Compact numérique Holographic Microscope pour les MEMS Inspection et caractérisation de Lens-moins

Ici, nous fabriquons des micro/nanostructures polymères 3D dans lesquelles la forme et l’alignement moléculaire peuvent être modifiés avec une précision à l’échelle nanométrique par l’utilisation de l’écriture laser directe. La déformation induite par la lumière de plusieurs types de microstructures d’élastomères à cristaux liquides peut être contrôlée à l’échelle microscopique.

Free-forme légère Actionneurs - Fabrication et contrôle des Actuation dans l&#39;échelle microscopique

Des microfibres de carbone vitreuses longues et creuses ont été fabriquées sur la base de la pyrolyse d'un produit naturel, les cheveux humains. Les deux étapes de fabrication des systèmes microélectromécaniques de carbone et des systèmes nanoélectromécaniques de carbone, ou C-MEMS et C-NEMS sont: (i) la photolithographie d'un précurseur de polymère riche en carbone et (ii) la pyrolyse du précurseur de polymère à motifs.

Fabrication de systèmes microélectromécaniques en carbone 3D (C-MEMS)

Nous fabriquons métal/LaAlO3/SrTiO3 hétérostructures en utilisant une combinaison de laser pulsé dépôts et in situ pulvérisation magnétron. Par l’intermédiaire de magnétotransport et in situ expériences de spectroscopie photoélectronique des rayons x, nous étudions l’interaction entre des phénomènes électrostatiques et chimiques du gaz bidimensionnels d’électrons quasi formée dans ce système.

Croissance et propriétés électrostatiques et chimiques du métal/LaAlO3/SrTiO3 hétérostructures

Découvrez une méthode de sollicitation dynamique DC pour améliorer les temps de commutation des actionneurs MEMS électrostatiques sous-amortis. Cette technique optimise les formes d'onde de polarisation en temps réel.

Real-Time DC-dynamique Méthode de sollicitation pour Temps de commutation amélioration de franges champ gravement sous-amorti électrostatiques MEMS Actionneurs (Vidéo) | JoVE Journal

Real-Time DC-dynamique Méthode de sollicitation pour Temps de commutation amélioration de franges champ gravement sous-amorti électrostatiques MEMS Actionneurs

Explorer plus de vidéos