[发明专利]基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关

说明书

本发明公开了一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，包括：基座和可动梁，所述基座上设有固定电极；所述可动梁连接在所述基座上且所述可动梁上设有与所述固定电极位置对应的活动电极，其中，至少部分所述可动梁由二氧化钒材料制成以在所述二氧化钒材料相变时发生形变，以使所述活动电极与所述固定电极连通或断开。根据本发明实施例的微机械开关，可以利用二氧化钒材料的相变过程发生形变使活动电极与固定电极连通或断开，来改变微机械开关的通断状态，不仅能够保证较长的工作寿命、较大的驱动力和较好的机械稳定性，而且具有结构简单紧凑、机械性能好、应用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及机械开关器件技术领域，更具体地，涉及一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关。

背景技术

为了将微机械开关广泛集成到低电压电路中，需要保证微机械开关的驱动电压尽可能低。相关技术中的低驱动电压的微机械开关，开关的驱动力和工作寿命往往无法满足实际应用。

发明内容

本发明基于本申请的发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：相关技术中的微机械开关，基于传统的驱动原理，为了保证微机械开关的较低的驱动电压，有的通过减小器件体积来降低驱动电压，有的通过降低结构刚度来降低驱动电压，有的则通过减小电极间距来降低驱动电压。

但是，本申请的发明人通过大量的研究和实验发现，采用上述改进方法的微机械开关，很难兼顾驱动电压和微机械开关的工作寿命，无法满足实际应用。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，该微机械开关可利用二氧化钒材料的相变过程发生形变来改变微机械开关的通断状态，而且能够保证较大的驱动力、较好的机械稳定性和较长的工作寿命，还具有结构简单紧凑、机械性能好、应用范围广等优点。

根据本发明实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，包括：基座和可动梁，所述基座上设有固定电极；所述可动梁连接在所述基座上且所述可动梁上设有与所述固定电极位置对应的活动电极，其中，至少部分所述可动梁由二氧化钒材料制成以在所述二氧化钒材料相变时发生形变，以使所述活动电极与所述固定电极连通或断开。

根据本发明实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关，在基座上设置固定电极，将可动梁连接在基座上，将活动电极设在可动梁上，通过将至少部分可动梁设置为由二氧化钒材料制成，可以利用二氧化钒材料的相变过程发生形变使活动电极与固定电极连通或断开，来改变微机械开关的通断状态，不仅能够保证较长的工作寿命、较大的驱动力和较好的机械稳定性，而且具有结构简单紧凑、机械性能好、应用范围广等优点。

另外，根据本发明实施例的基于二氧化钒的相变驱动式微机械开关还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述可动梁包括一层薄膜或多层叠置的薄膜，其中，至少一层所述薄膜为二氧化钒材料薄膜。

可选地，所述二氧化钒材料薄膜为二氧化钒薄膜或掺杂有铬、钨、镓、铝、铁、钛、铌、钼、铼、氟、氢中的至少一种元素的二氧化钒材料薄膜。

根据本发明的一些实施例，所述可动梁的端部与所述基座相连，所述活动电极位于所述可动梁的位移最大点处。

可选地，所述可动梁的端部通过连接件连接在所述基座上。

可选地，所述可动梁被构造为单固支点的悬臂梁结构、多固支点的悬臂梁结构或多端固支的桥膜结构。

根据本发明的一些实施例，所述固定电极设于所述基座的邻近所述可动梁的表面上，所述活动电极设于所述可动梁的邻近所述基座的表面上。

可选地，所述固定电极由一层薄膜或多层上下叠置的薄膜组成，其中远离所述基座的薄膜为导体材料薄膜，所述活动电极由一层薄膜或多层上下叠置的薄膜组成，其中远离所述可动梁的薄膜为导体材料薄膜。