Abstract
Electrostatic actuation method is commonly employed for MEMS micropump mechanism which consists of diaphragm microstructure and parallel electrode. This work discussed on design and simulation of square silicon diaphragms and it characteristics for micropump application which supply voltage range of 0V-20 V. The characterizations of these diaphragms were based on the measurement on parameters such as diaphragm displacement as function of voltage applied and stress distribution. The simulations were carried out using CoventorWare2007. Results show that simulation deviate theoretical value in a range of below 15%. The displacement of the diaphragm was proportional to the physical geometry of the diaphragm. Pull-in voltage defines the limitation value for micropump operation
چکیده
روش تحریک الکتروستاتیکی به صورت متداولی برای مکانیسم میکروپمپ MEMS که شامل میکروساختار دیافراگم و الکترود موازی می باشد استفاده می شود. این کار در مورد طراحی و شبیه سازی دیافراگم های سیلیکونی مربعی و مشخصات آن برای کاربرد میکروپمپ با گستره منبع تغذیه 0- 20 ولت بحث می کند. مشخص سازی این دیافراگم ها بر اساس اندازه گیری پارامترهایی مانند جابجایی دیافراگم به عنوان تابعی از ولتاژ اعمال شده و توزیع فشار می باشد. شبیه سازی ها با استفاده از CoventorWare2007 انجام شدند. نتایج نشان می دهند که شبیه سازی از مقدار نظری در گستره ی حدود 15% منحرف می شود. جابجایی دیافراگم متناسب با هندسه فیزیکی دیافراگم می باشد. ولتاز راه اندازی مقدار محدودیت عملکرد میکروپمپ را تعیین می کند.
1-مقدمه
تکنولوژی MEMS را می توان به صورت تلفیق المان های مکانیکی، حسگرها، محرک ها و اجزای الکترونیکی روی یک زیرلایه سیلیکونی و از طریق تکنولوژی میکرو ساخت تعریف کرد. دیافراگم به خاطر حجم جابجایی موثر، نقش مهمی در محرک های MEMS ایفا می کند و خمش در ناحیه بزرگی را عرضه می کند و ساخت آن با استفاده از تکنیک های فوتولیتوگرافی ساده است. دیافراگم را می توان به صورت کنترل شده و با استفاده از تکنیک های مختلف transducer مانند الکتروستاتیکی [1]، الکترومغناطیسی [2]، پیزوالکتریکی [3] و تحریک گرما نوماتیکی [4] منحرف کرد...