[发明专利]一种静电驱动金属微结构电场传感器

权利要求书

1.一种静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，包括：屏蔽电极(21)、衬底(11)以及位于衬底上的第一驱动结构、第二驱动结构和感应电极(20)；其中，

所述第一驱动结构和所述第二驱动结构对称设置于感应电极的两侧，其将所述屏蔽电极(21)夹持于二者之间，并驱动所述屏蔽电极(21)相对于所述感应电极(20)作周期性运动，所述屏蔽电极(21)、所述第一驱动结构、所述第二驱动结构和所述感应电极(20)均采用金属材料；

其中，所述并驱动所述屏蔽电极(21)相对于所述感应电极(20)作周期性运动包括：所述第一驱动结构和所述第二驱动结构驱动所述屏蔽电极(21)在垂直于所述感应电极(20)的方向来回运动，所述屏蔽电极(21)与所述感应电极(20)之间的相对位置发生周期性变化。

2.如权利要求1所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述第一驱动结构包括第一定电极(31)、第一动电极(32)、第一蛇形弹性梁(33)、第二蛇形弹性梁(34)、第一锚点(35)和第二锚点(36)，所述第一定电极(31)固定于所述衬底表面，所述第一动电极(32)分别通过所述第一蛇形弹性梁(33)和所述第二蛇形弹性梁(34)连接所述第一锚点(35)和所述第二锚点(36)，并固定于所述衬底表面，所述第一动电极(32)位于所述第一定电极(31)的正上方，并与第一定电极(31)在垂直于衬底方向上间隔一定距离；

所述第二驱动结构包括第二定电极(41)、第二动电极(42)、第三蛇形弹性梁(43)、第四蛇形弹性梁(44)、第三锚点(45)和第四锚点(46)，所述第二定电极(41)固定于所述衬底表面，第二动电极分别通过所述第三蛇形弹性梁(43)和所述第四蛇形弹性梁(44)连接所述第三锚点(45)和所述第四锚点(46)，并固定于所述衬底表面，所述第二动电极(42)位于所述第二定电极(41)的正上方，并与所述第二定电极(41)在垂直于衬底方向上间隔一定距离。

3.如权利要求2所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述第一动电极(32)和所述第二动电极(42)均具有P×Q个动电极阻尼孔(51)构成的P行Q列阻尼孔阵列。

4.如权利要求1所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述感应电极(20)包括第一感应电极(22)和第二感应电极(23)，所述第一感应电极(22)和所述第二感应电极(23)均为具有N个梳齿的单侧梳齿结构，二者的梳齿相对设置，对称排列并固定于所述衬底表面；

所述屏蔽电极(21)为双侧梳齿结构，其每侧具有N+1个梳齿，其朝向所述第一驱动结构的侧端与所述第一驱动结构相连接，其朝向所述第二驱动结构的侧端与所述第二驱动结构相连接，使得所述屏蔽电极(21)两侧的梳齿结构与所述第一感应电极和所述第二感应电极的梳齿结构均呈互相交叉排列，其中，10≤N≤100。

5.如权利要求1所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述感应电极(20)和所述屏蔽电极(21)均为一矩形平板结构，所述屏蔽电极(21)朝向所述第一驱动结构的侧端与所述第一驱动结构相连接，其朝向所述第二驱动结构的侧端与所述第二驱动结构相连接，所述屏蔽电极位于所述感应电极的正上方。

6.如权利要求5所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述屏蔽电极表面具有K×L个屏蔽电极阻尼孔(52)构成的K行L列阻尼孔阵列。

7.如权利要求1至6中任一项所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述金属材料为金、银、铜、镍的至少一种。

8.如权利要求1至6中任一项所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，采用UV-LIGA电镀、溅射或电化学刻蚀工艺制备所述屏蔽电极(21)、所述第一驱动结构、所述第二驱动结构和所述感应电极(20)。

9.如权利要求2所述的静电驱动金属微结构电场传感器，其特征在于，所述蛇形弹性梁由M个L型的折梁连接一起构成，3≤M≤20。