УСТРОЙСТВО МЭМС ИЛИ НЭМС С УПОРНЫМ НАБОРОМ

1. Устройство МЭМС или НЭМС типа датчика или привода, имеющее упорный набор, включающий в себя:
первый плоский слой (1), содержащий первый плоский электрод (10), предназначенный для подачи на него первого электрического потенциала, и второй плоский электрод (11), предназначенный для подачи на него второго электрического потенциала, отличающегося от первого потенциала,
при этом первый плоский электрод (10) является подвижным относительно второго плоского электрода (11) в первом направлении (А), параллельном первому плоскому слою,
второй плоский слой (2), наложенный на первый плоский слой (1) и электрически изолированный от первого плоского слоя (1) по меньшей мере одним промежуточным слоем (3) из изоляционного материала, при этом второй плоский слой (2) содержит первый плоский элемент (20), механически соединенный с первым плоским электродом (10), и второй плоский элемент (21), механически соединенный со вторым плоским электродом (11),
отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один упорный элемент (24), проходящий от первого плоского элемента (20) или от второго плоского элемента (21) в первом направлении (А) и выступающий относительно указанного плоского элемента в первом направлении (А),
при этом упорный элемент (24), который проходит от одного из плоских элементов, предназначен для подачи на него такого же электрического потенциала, что и на находящуюся напротив поверхность (23), принадлежащую к другому из плоских элементов (21),
при этом упорный элемент (24) и электроды выполнены таким образом, чтобы упорный элемент (24) входил в контакт с находящейся напротив поверхностью (23) и блокировал сближение двух плоских электродов (10, 11) в первом направлении (А) во время воздействия.
min
B
2. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 1, в котором упорный элемент и электроды выполнены таким образом, чтобы в состоянии отсутствия воздействия любой свободный конец (101) первого плоского электрода (10) находился относительно ближайшего конца (102) второго плоского электрода в первом направлении (А) на минимальном расстоянии (D), превышающем первое расстояние свободного хода (D), при этом указанное расстояние определено как минимальное расстояние между упорным элементом (24) и находящейся напротив поверхностью.
min
B
3. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 2, в котором минимальное расстояние (D) превышает сумму первого расстояния свободного хода (D) и второго заранее определенного расстояния, сверх которого существует риск потери изолирующего характера газа, окружающего электроды (10, 11), и может возникнуть короткое замыкание между двумя концами (101, 102) электродов.
FE
min
B
FE
4. Устройство МЭМС или НЭМС по любому из пп. 1-3, в котором по меньшей мере один первый плоский электрод (11') является по меньшей мере частично деформируемым в первом направлении (А), при этом сумма максимальных возможных деформаций электродов (10', 11') в первом направлении (А) определяет расстояние прогиба (D) электрода, при этом минимальное расстояние (D) выбрано таким, чтобы превышать сумму первого расстояния свободного хода (D) и расстояния прогиба (D) электрода.
FP
min
B
FP
5. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 4, в котором по меньшей мере один первый плоский элемент (20) является по меньшей мере частично деформируемым в первом направлении (А), при этом сумма максимальных возможных деформаций плоских элементов (20, 21) в первом направлении (А) определяет заданное расстояние прогиба (D) плоского элемента, при этом минимальное расстояние (D) выбрано таким, чтобы превышать сумму первого расстояния свободного хода (D) и расстояния прогиба (D) плоского элемента.
6. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 5, в котором по меньшей мере один из двух плоских элементов (20, 21) является частично деформируемым в первом направлении (А),
при этом во втором плоском слое (2) образована полость (26) в месте крепления упорного элемента (24) и/или образована полость (27) вдоль наружного края поверхности (23), находящейся напротив упорного элемента (24),
FP
при этом расстояние прогиба (D) плоского элемента определено как сумма размеров в первом направлении (А) двух полостей (26, 27) или, в случае необходимости, как размер в первом направлении единственной полости, выполненной во втором плоском слое (2).
7. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 5, в котором оба плоских электрода (10', 11') и оба плоских элемента (20, 21) являются деформируемыми в первом направлении (А), при этом на первом плоском элементе (21) выполнен первый упорный элемент (25), и на втором плоском элементе (20) выполнен второй упорный элемент (24),
при этом первая сквозная полость (13) выполнена по всей высоте набора в месте крепления первого упорного элемента (25) и с совмещением в первом направлении (А) с указанным первым упорным элементом (25), но не с совмещением в первом направлении (А) со вторым упорным элементом (24), образуя первую гибкую пластинку (14),
при этом вторая сквозная полость (12) выполнена по всей высоте набора в месте крепления второго упорного элемента (24) и с совмещением в первом направлении (А) с указанным вторым упорным элементом (24), но не с совмещением в первом направлении (А) с первым упорным элементом (25), образуя вторую гибкую пластинку (15),
B
FE
при этом первое расстояние свободного хода (D) определено как минимальное расстояние между первым упорным элементом (25) и находящейся напротив поверхностью, при этом расстояние прогиба (D) электрода определено как сумма размеров двух сквозных полостей (12, 13) в первом направлении (А).
8. Устройство МЭМС или НЭМС по п. 5, в котором на первом плоском элементе (21) выполнен первый упорный элемент (25), и на втором плоском элементе (20) выполнен второй упорный элемент (24),
при этом первая сквозная полость (13') выполнена по всей высоте набора в первом плоском электроде (11') с совмещением в первом направлении (А) с концом (22') находящегося напротив второго упорного элемента (24), образуя первую гибкую пластинку (15'),
и вторая сквозная полость (13'') выполнена по всей высоте набора в первом плоском электроде (11') в месте крепления первого упорного элемента (25) и с совмещением в первом направлении (А) с указанным первым упорным элементом (25), образуя вторую гибкую пластинку (15''),
B
при этом первое расстояние свободного хода (D) определено как минимальное расстояние между первым упорным элементом (25) и находящейся напротив поверхностью.
9. Устройство МЭМС или НЭМС по одному из пп. 1-8, в котором оба плоских электрода являются также подвижными относительно друг друга во втором направлении (В), по существу перпендикулярном к первому направлению (А),
при этом второе направление (В) параллельно плоскому слою (1), содержащему электроды,
при этом на первом плоском элементе (21) выполнен первый упорный элемент (25), и на втором плоском элементе (20) выполнен второй упорный элемент (24),
min
B
B
при этом набор выполнен так, чтобы в состоянии отсутствия воздействия любой свободный конец первого плоского электрода (11') находился относительно второго плоского электрода (10') во втором направлении (В) на минимальном расстоянии (D'), превышающем второе расстояние свободного хода (D'), при этом второе расстояние свободного хода (D') определено как минимальное расстояние между первым и вторым упорными элементами (24, 25) во втором направлении (В).
10. Устройство МЭМС или НЭМС по любому из пп. 1-9, в котором электрод содержит плоскую пластину и/или в котором электрод содержит электростатическую гребенку.