一种用于MEMS的微型压电驱动器

摘要

本发明公开了属于微电子机械领域的一种能产生大偏转角度和垂直位移的用于MEMS的微型压电驱动器。驱动器结构为悬浮的折叠形压电复合多层膜弹性驱动臂，它具有至少两段或两段以上并列的压电驱动臂，悬浮结构两侧的驱动臂与衬底相连。在每段压电复合多层膜弹性驱动臂中含有弹性层及其上面的压电复合薄膜，在邻行的不同驱动臂上的压电薄膜的上、下电极施加相反极性驱动电压时，并列的相邻各段压电驱动臂发生相反方向的弯曲，由于折叠结构的连接方式，位于悬浮结构中部的驱动臂上具有最大垂直位移或偏转角度。本发明可减少微电机械系统中驱动结构的长度，具有较大的驱动力。其结构简单，器件可靠性高，工艺简单，易加工，较高的制造成品率，适合批量生产。在各种微电子机械器件和系统中具有重要价值。

主权项

1.一种用于MEMS的微型压电驱动器，其特征在于：所述微型压电驱动器采用折叠形多级回转压电复合多层弹性悬浮薄膜结构，即是由弹性结构衬底层形成连续的折叠形并列臂，每个臂的弹性薄膜衬底层上从下至上覆盖有缓冲层、互相不连接的下薄膜电极层、具有一定形状的压电薄膜层及上薄膜电极层复合叠加而成，还可以在上电极薄膜层表面覆盖一层绝缘介质层；在每段折叠臂上形成了利用压电效应的驱动臂，整个驱动结构的一侧或两侧与衬底相连为固定端；并在邻近平行的不同驱动臂上的压电薄膜的上、下电极施加相反极性驱动电压；用于使邻近驱动臂由于压电薄膜的横向伸长效应而伸长，但整个由压电复合多层薄膜材料构成的驱动臂却只能伴随着压电薄膜的伸长而发生弯曲，从而造成每个驱动臂的弯曲，由于相邻驱动臂所加电压相反，因此相邻驱动臂向相反方向偏转，在每个驱动臂的端部产生最大垂直位移，并且垂直驱动位移和偏转角度向远离固定端的方向逐级叠加，从而在较低的应用电压下可获得较大的垂直位移；当撤除所加电压后，由于折叠形悬浮驱动结构内含有弹性材料，驱动结构在弹性力作用下又恢复原状。