一种高稳定性驱动部件和MEMS开关

一种高稳定性驱动部件和mems开关
技术领域
1.本技术涉及射频器件技术领域，特别是涉及一种高稳定性驱动部件和mems开关。


背景技术：

2.rf mems(radio frequency micro-electro-mechanical system，射频微机电系统)驱动部件具有高线性度、低损耗、高隔离度等优异特性，广泛应用在移动通信终端及系统、卫星通信系统、高性能相控阵雷达等领域。
3.目前，面内滑动式的驱动部件在基底的内部设置驱动部件，滑动部件设在基底上表面，驱动部件在驱动滑动部件移动的过程中，滑动部件与基底的接触面积为滑动部件的下表面，接触面积较大，使得摩擦力较大；滑动部件受到驱动部件向下的吸力，由于滑动部件正下方也是基底，也使得摩擦力较大，从而使得驱动力较大。同时，由于驱动部件仅位于滑动部件的正下方，滑动部件会向与设定移动方向垂直的方向发生偏移，滑动部件的运动并不稳定。
4.因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种高稳定性驱动部件和mems开关，降低滑动部件的驱动力，并提升滑动部件移动的稳定性。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种高稳定性驱动部件，包括：
7.支撑架，所述支撑架包括相对设置的基底；
8.设于所述支撑架上的滑动部件；
9.设于所述基底之间的用于驱动所述滑动部件移动的驱动部件；
10.设于所述基底外侧的用于校正所述滑动部件偏移的纠偏部件；
11.所述驱动部件和所述纠偏部件的高度均小于所述基底的高度，所述滑动部件与所述纠偏部件在水平面上的投影重叠面积大于零。
12.可选的，所述滑动部件的外缘在所述纠偏部件的外缘内部，或者与所述纠偏部件的外缘重合。
13.可选的，所述滑动部件的外缘超出所述纠偏部件的外缘。
14.可选的，所述纠偏部件包括至少两个纠偏电极，且两个所述纠偏电极分别设置在所述滑动部件移动方向上相对的两侧，且所述滑动部件与两侧的所述纠偏电极的投影重叠面积均大于零。
15.可选的，在所述滑动部件移动方向上相对的两侧，任一侧所述纠偏电极的数量均为两个或两个以上。
16.可选的，每一侧所述纠偏电极的数量与所述驱动电极的数量相等，所述纠偏电极的长度与所述驱动电极的长度相等，同侧所述纠偏电极之间的间距与所述驱动电极之间的间距相等。
17.可选的，单侧所述纠偏电极的总长度大于所述滑动部件的长度，且单侧所述纠偏电极之间的间距小于所述滑动部件的长度。
18.可选的，在初始位置时，所述滑动部件与位于所述滑动部件外侧的所述驱动电极在水平面的投影重叠面积等于零。
19.可选的，还包括：
20.设于所述基底上表面的绝缘层，所述滑动部件与所述绝缘层之间超滑接触。
21.本技术还提供一种mems开关，所述mems开关包括上述任一种所述的高稳定性驱动部件。
22.本技术所提供的一种高稳定性驱动部件，包括：支撑架，所述支撑架包括相对设置的基底；设于所述支撑架上的滑动部件；设于所述基底之间的用于驱动所述滑动部件移动的驱动部件；设于所述基底外侧的用于校正所述滑动部件偏移的纠偏部件；所述驱动部件和所述纠偏部件的高度均小于所述基底的高度，所述滑动部件与所述纠偏部件在水平面上的投影重叠面积大于零。
23.可见，本技术中高稳定性驱动部件包括相对设置的基底，滑动部件设置基底上，驱动部件的高度小于基底的高度，即仅通过基底形成的支撑架对滑动部件进行支撑，使得基底与滑动部件的接触面积减小，从而降低两者之间的摩擦力，降低滑动部件的驱动力；同时还在基底的外侧设置有纠偏部件，纠偏部件可以实现对滑动部件的偏移校正，降低滑动部件在移动时发生偏移的可能性，提升滑动部件移动的稳定性。
24.此外，本技术还提供一种mems开关。
附图说明
25.为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1至图11为本技术实施例所提供的不同的高稳定性驱动部件的俯视图；
27.图12为本技术实施例所提供的一种高稳定性驱动部件的正视图；
28.图13为图1中高稳定性驱动部件的正视图。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
31.正如背景技术部分所述，目前面内滑动式的驱动部件在基底的内部设置驱动部件，滑动部件设在基底上表面，驱动部件在驱动滑动部件移动的过程中，摩擦力较大，从而
使得所需驱动力较大。同时，由于驱动部件仅位于滑动部件的正下方，滑动部件会向与设定移动方向垂直的方向发生偏移，滑动部件的运动并不稳定。
32.有鉴于此，本技术提供了一种高稳定性驱动部件，请参考图1至图10，高稳定性驱动部件包括：
33.支撑架，所述支撑架包括相对设置的基底1；
34.设于所述支撑架上的滑动部件2；
35.设于所述基底1之间的用于驱动所述滑动部件2移动的驱动部件；
36.设于所述基底1外侧的用于校正所述滑动部件2偏移的纠偏部件；
37.所述驱动部件和所述纠偏部件的高度均小于所述基底1的高度，所述滑动部件2与所述纠偏部件在水平面上的投影重叠面积大于零。
38.需要说明的是，本技术中的高稳定性驱动部件还包括传输部件，传输部件的类型可以为电容式，或者接触式等，本技术不做限定，传输部件的具体设置已为本领域技术人员所熟知，此处不再详细赘述。
39.基底1包括但不限于硅基底、氧化硅基底、氮化硅基底等常用的绝缘基底。
40.驱动部件的高度小于基底1的高度目的是使得滑动部件2仅仅与支撑架中的基底1接触，减小接触面积。本技术中对驱动部件的驱动方式不做限定，例如，可以采用电驱动、磁驱动、光驱动等。
41.可选的，所述驱动部件包括至少两个驱动电极3。所述驱动电极3的尺寸相同，即驱动电极3的长度和宽度分别相等，当然，不同驱动电极3的尺寸也可以不相同。
42.需要说明的是，本技术中对纠偏部件的具体设置位置不做限定，只要纠偏部件设置在滑动部件2的移动范围内即可。
43.还需要说明的是，本技术中对纠偏部件的纠偏方式不做具体限定，可自行设置。例如，可以采用电纠偏方式、磁纠偏方式、光纠偏方式等。
44.可选的，作为一种可实施方式，所述纠偏部件包括至少两个纠偏电极4，且两个所述纠偏电极4分别设置在所述滑动部件2移动方向上相对的两侧，且所述滑动部件2与两侧的所述纠偏电极4的投影重叠面积均大于零。
45.实施例1
46.请对应参考图1、图2和图3，本实施例中，所述滑动部件2的外缘在所述纠偏部件的外缘内部，或者与所述纠偏部件的外缘重合。
47.图1、图2和图3中以纠偏部件包括两个纠偏电极4，在滑动部件2移动方向的两侧分别设置一个纠偏电极4为例。在本实施例中滑动部件2在纵向上不会发生上下移动，稳定性高。
48.需要指出的是，本技术中对纠偏电极4的长度与基底1的长度的关系不做限定，如图1所示，纠偏电极4的长度可以小于基底1的长度，如图2所示，纠偏电极4的长度与基底1的长度相等，即纠偏电极4由基底1的一端一直延伸至另一端。当然，纠偏电极4的长度还可以大于基底1的长度
49.实施例2
50.请对应参考图4和图5，所述滑动部件2的外缘超出所述纠偏部件的外缘。本实施例中滑动部件2在纵向上具有一定的活动空间，活动范围在滑动部件2一侧的外缘与纠偏部件
的外缘重合。
51.实施例3
52.在本实施例中，在所述滑动部件2移动方向上相对的两侧，任一侧所述纠偏电极4的数量均为两个或两个以上。
53.实施例4
54.请对应参考图6和图7，每一侧所述纠偏电极4的数量与所述驱动电极3的数量相等，所述纠偏电极4的长度与所述驱动电极3的长度相等，同侧所述纠偏电极4之间的间距与所述驱动电极3之间的间距相等。
55.例如，当驱动电极3的数量为两个时，每一侧纠偏电极4的数量也为两个；另外，如图8所示，还可以两个驱动电极3的任一个位于基底1相对范围内。当驱动电极3的数量为三个时，每一侧偏电极的数量也为三个；另外，如图9所示，基底1包括两个隔设置的基底单元11，位于两侧的驱动电极3位于基底单元11相对的范围内，图10所示，位于中间的驱动电极3与基底1对应，基底1包括两个隔设置的基底单元11，此时，中间驱动电极3从两个基底单元11之间引线。
56.本实施例中，驱动电极3不仅对滑动部件2具有纠偏效果，同时还具有辅助滑动部件2驱动的效果，且隔离效果好。
57.实施例5
58.单侧所述纠偏电极4的总长度大于所述滑动部件2的长度，且单侧所述纠偏电极4之间的间距小于所述滑动部件2的长度。
59.本实施例中每一侧纠偏电极4的数量在两个及两个以上，纠偏电极4的长度与驱动电极3的长度可以并不相等，但每一侧所有纠偏电极4的总长度大于滑动部件2的长度，且每一侧纠偏电极4之间的间距小于滑动部件2的长度。
60.实施例6
61.请对应参考图11，在初始位置时，所述滑动部件2与位于所述滑动部件2外侧的所述驱动电极3在水平面的投影重叠面积等于零。也即滑动部件2的边缘与位于边缘外侧的驱动电极3的边缘处于刚好搭接的临界状态，此时驱动滑动部件2受到的驱动力最大。
62.本技术中高稳定性驱动部件包括相对设置的基底1，滑动部件2设置基底1上，驱动部件的高度小于基底1的高度，即仅通过基底1形成的支撑架对滑动部件2进行支撑，使得基底1与滑动部件2的接触面积减小，从而降低两者之间的摩擦力，降低滑动部件2的驱动力；同时还在基底1的外侧设置有纠偏部件，纠偏部件可以实现对滑动部件2的偏移校正，降低滑动部件2在移动时发生偏移的可能性，提升滑动部件2移动的稳定性。
63.为了进一步减小滑动部件2在基底1上滑动时的摩擦力，在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，所述滑动部件2与所述基底1之间超滑接触。超滑接触是指发生相对滑动的两个接触表面之间的摩擦力几乎为零，磨损为零。滑动部件2的下表面和基底1的上表面两者中至少一个为单晶二维界面，单晶二维界面为原子级平整的表面，另一个范德华表面。原子级平整的表面指粗糙度小于1nm的表面。
64.请参考图12，在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，高稳定性驱动部件还包括：
65.设于所述基底1上表面的绝缘层5，所述滑动部件2与所述绝缘层5之间超滑接触。
66.绝缘层5的材料包括但不限于二氧化硅、氮化硅、蓝宝石中的任一种。
67.滑动部件2与绝缘层5之间超滑接触，以使得滑动部件2与绝缘层5之间摩擦力几乎为零，磨损为零。滑动部件2的下表面和绝缘层5的上表面两者中至少一个为单晶二维界面，单晶二维界面为原子级平整的表面，另一个范德华表面。
68.所述滑动部件2包括至少一个超滑片。超滑片的材料优选为石墨片或者其他具有超滑面的材料，优选为下表面附着有石墨、单层/少层石墨烯等具有超滑性质的材料。超滑片的厚度一般为100nm至10μm，超滑片的尺寸一般为1μm至20μm。
69.当超滑片的数量为多个时，各个超滑片的高度和底面积可以相同或者不同，多个所述超滑片通过连接层形成超滑片组。超滑片组中各个超滑片的超滑面一致。
70.下面对本技术高稳定性驱动部件中滑动部件的在垂直移动方向上的受力进行分析说明。
71.结合图1和图13，以位于基底两侧的驱动部件包括两个驱动电极3为例，滑动部件在x轴方向上移动。驱动电极与滑动部件可以用等效电路图表示，驱动电极连接驱动电源，其上都具备一定偏压，驱动电极等效为电源，设电源的负极电位为0。
72.滑动部件与驱动电极之间的静电能e为：
[0073][0074]
式中，ε0为真空介电常数，εr为相对介电常数，l为滑动部件的宽度，d为两个驱动电极之间的距离，d为驱动电极3与基底的高度差，v为驱动电极3左右两电极之间的电压。
[0075]
滑动部件在+y方向受到的驱动力为：
[0076][0077]
即当滑动部件沿+y方向运动时，因上下两侧存在驱动电极，将受到方向为-y方向，大小为|fy|的力。
[0078]
当ε0ε＝8.85
×
10-12f·
m-1
，l-d＝13μm，d＝1μm，v＝100v时，fy＝0.58μn。
[0079]
综上，当滑动部件有向+y方向运动的趋势时，滑动部件将受到-y方向的摩擦力和静电力，阻止滑动部件向+y方向运动。
[0080]
本技术还提供一种mems开关，所述mems开关包括上述任一实施例所述的高稳定性驱动部件。
[0081]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0082]
以上对本技术所提供的高稳定性驱动部件和mems开关进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。