本發(fā)明涉及微機械系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

微機電系統(tǒng)(micro-electro-mechanicalsystem，mems)，也叫做微電子機械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機械等，是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、liga、硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術(shù)制作的高科技電子機械器件，廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。根據(jù)不同的驅(qū)動方式mems器件可分為熱驅(qū)動型、形狀記憶合金驅(qū)動型、壓電驅(qū)動型、電磁驅(qū)動型和靜電驅(qū)動型，其中靜電驅(qū)動型mems是應(yīng)用非常廣泛地一類mems產(chǎn)品。

驅(qū)動電壓是靜電驅(qū)動mems產(chǎn)品性能改進、新產(chǎn)品研發(fā)的一個重要技術(shù)參數(shù)，決定著mems產(chǎn)品的性能、可靠性及應(yīng)用范圍。研究表明：高驅(qū)動電壓容易讓mems器件產(chǎn)生電流擊穿，這直接影響到mems器件的穩(wěn)定性和器件壽命。另外，驅(qū)動電壓每降低5v，mems產(chǎn)品使用壽命可增加10倍。

階梯型微固支梁是降低mems產(chǎn)品驅(qū)動電壓的一種有效結(jié)構(gòu)型式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于射頻微開關(guān)、微傳感器、微執(zhí)行器等。mems產(chǎn)品驅(qū)動電壓與階梯型微固支梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，然而階梯型微固支梁與普通等截面梁相比，階梯型微固支梁具有更多的結(jié)構(gòu)參數(shù)，增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的不確定性，使得階梯型微結(jié)構(gòu)參數(shù)與驅(qū)動電壓的關(guān)系也變得更加復(fù)雜。

如何確定設(shè)計的階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)為最佳結(jié)構(gòu)，目前，尚無針對階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對目前沒有階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法的問題，提供一種靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法和系統(tǒng)。

一種靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，包括以下步驟：

獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁總長度以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度，用于記錄階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁寬度比值之間的對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和所述階梯型微固支梁總長度，確定階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值；

在所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同時，判定所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最佳。

一種靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)，包括：

信息獲取模塊，用于獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁總長度以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度，用于記錄階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁寬度比值之間的對應(yīng)關(guān)系；

長度最優(yōu)值確定模塊，用于根據(jù)所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和所述階梯型微固支梁總長度，確定階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值；

結(jié)構(gòu)判定模塊，用于在所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同時，判定所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最佳。

一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)以下步驟：

獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁總長度以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)用于記錄階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁寬度比值之間的對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和所述階梯型微固支梁總長度，確定階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值；

在所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同時，判定所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最佳。

一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)以下步驟：

獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁總長度以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)用于記錄階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁寬度比值之間的對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和所述階梯型微固支梁總長度，確定階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值；

在所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同時，判定所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最佳。

本發(fā)明中利用階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算得到階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值，其中階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)可以反映階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度等于最優(yōu)值，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最優(yōu)。本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法和系統(tǒng)，采用簡單算法模型、數(shù)據(jù)處理過程簡單、計算量小，便于完成對靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的檢測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法在其中一個實施例中的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法在其中一個實施例中的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法在其中一個實施例中的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)在其中一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)結(jié)果圖；

圖7為本發(fā)明的計算機設(shè)備在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合較佳實施例及附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細描述。顯然，下文所描述的實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。應(yīng)當(dāng)說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。

圖1為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法在一個實施例中的流程示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例中的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，包括以下步驟：

步驟s110，獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁總長度以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)用于記錄階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁寬度比值之間的對應(yīng)關(guān)系。

具體而言，針對現(xiàn)有的階梯型微固支梁，對其結(jié)構(gòu)進行檢測時，首先要獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。如圖5所示，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括階梯型微固支梁總長度l、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)的微梁長度l1、階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)的長度l2、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度b1以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度b2等。

另外，階梯型微固支梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響階梯型微固支梁吸合電壓的關(guān)鍵因素，因此，建立關(guān)于階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測模型。然后根據(jù)吸合電壓達到最小值時對應(yīng)的吸合電壓一階導(dǎo)數(shù)為零，建立階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的定量關(guān)系式，最終得到階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，該函數(shù)可以反映階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁寬度比值之間的對應(yīng)關(guān)系。在獲得階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)之后，利用階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)值計算階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值。

步驟s120，根據(jù)階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和階梯型微固支梁總長度，計算階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值。

步驟s130，在階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同時，判定階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最佳。

具體地，比較階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值的大小，若階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同，階梯型微固支梁的驅(qū)動電壓值最小，此時階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)最佳。若階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值不相同，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)未達到最佳，驅(qū)動電壓未達到最小化，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)還能進一步優(yōu)化。

上述的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，利用階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算得到階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值，其中階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)可以反映階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度等于最優(yōu)值，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最優(yōu)。本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，采用簡單算法模型、數(shù)據(jù)處理過程簡單、計算量小，便于完成對靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的檢測。

在其中的一個實施例中，如圖2所示，計算階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值的步驟中，還包括：

步驟s121，根據(jù)階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度和階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度，計算階梯型微固支梁寬度比值。

具體地，階梯型微固支梁寬度比值的表達式為：其中b1為階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、b2為階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度。

步驟s122，將階梯型微固支梁寬度比值代入階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，計算階梯型微固支梁長度比值。

步驟s123，根據(jù)階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁總長度的乘積，確定階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值。

具體地，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)是與階梯型微固支梁寬度比值相關(guān)的函數(shù)表達式，因此，首先利用階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度和階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度計算階梯型微固支梁寬度比值。然后將階梯型微固支梁寬度比值代入階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)計算出階梯型微固支梁長度比值，最后根據(jù)階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁總長度計算階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值，其中階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值可以為階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁總長度的乘積，也可以通過階梯型微固支梁長度比值和階梯型微固支梁總長度的乘積再通過校正系數(shù)計算得到階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值。

在其中的一個實施例中，如圖3所示，在獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)之前，還包括：

步驟s140，根據(jù)歐拉-伯努利梁理論，建立關(guān)于階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測模型；

步驟s150，計算吸合電壓預(yù)測模型的一階導(dǎo)數(shù)，在吸合電壓預(yù)測模型的一階導(dǎo)數(shù)為0時，建立階梯型微固支梁長度比值與階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的寬度比值的定量關(guān)系，得到階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)。

具體地，本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法的技術(shù)原理是基于歐拉-伯努利梁理論，建立關(guān)于階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測函數(shù)。根據(jù)吸合電壓達到最小值時對應(yīng)的吸合電壓一階導(dǎo)數(shù)為零，建立階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的定量關(guān)系式，最終得到階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法。

在本實施例中，基于上述的技術(shù)原理，首先根據(jù)歐拉-伯努利梁理論，建立關(guān)于階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測模型。然后吸合電壓達到最小值對應(yīng)的吸合電壓一階導(dǎo)數(shù)為零這一原理，對吸合電壓預(yù)測模型進行一階求導(dǎo)運算，得到吸合電壓預(yù)測模型的一階導(dǎo)數(shù)，并令吸合電壓預(yù)測模型的一階導(dǎo)數(shù)為0，建立階梯型微固支梁長度比值與階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的寬度比值的定量關(guān)系，即獲得階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)。

具體過程為：

步驟1：建立階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測模型，其階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測模型的表達式為：

vp為階梯型微固支梁的驅(qū)動電壓，ε0為真空介電常數(shù)，εr為介質(zhì)的相對介電常數(shù)，e為材料彈性模量，h為階梯型微固支梁厚度，l為階梯型微固支梁總長度，g為剪切模量g0為階梯型微固支梁固定端與底部固定電極之間的初始間隙，η為試函數(shù)系數(shù)，η由以下表達式確定：

其中，

其中，m為常數(shù)，α為階梯型微固支梁長度比值、β為階梯型微固支梁寬度比值，表示試函數(shù)模型的二階導(dǎo)數(shù)。

步驟2：令驅(qū)動電壓一階導(dǎo)數(shù)為零，即

其中，

步驟3：根據(jù)公式可確定階梯型微固支梁長度比值與階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的寬度比值的定量關(guān)系，即獲得階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)。由于上述表達的定量關(guān)系式為隱函數(shù)形式，當(dāng)0.2＜β＜0.9時，計算滿足上述公式時對應(yīng)的α值，發(fā)現(xiàn)α與β的關(guān)系可采用2階多項式簡單函數(shù)擬合(如圖6所示)。

在一個具體的實施例中，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)的表達式為：α(β)＝gβ²-kβ+t，其中α(β)表示階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，β表示階梯型微固支梁寬度比值，g、k、t為常數(shù)。

具體而言，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的長度比值與階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的寬度比值之間的關(guān)系非常復(fù)雜，計算過程復(fù)雜且容易出現(xiàn)錯誤。因此，在本實施例中，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)的表達式為近似公式，是根據(jù)階梯型微固支梁長度比值與階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的寬度比值的定量關(guān)系采用2階多項式擬合而成的，利用該表達式大大簡化了階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)關(guān)系式，而且計算過程誤差小。

應(yīng)當(dāng)理解，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)表達式并不限于上述的公式，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)啟示，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用3階多項式或更高階多項式擬合方式來得到階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)。

在一個具體的實施例中，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)的表達式中g(shù)為0.36、k為0.4、t為0.85。

具體地，在采用2階多項式擬合得到的階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)α(β)＝gβ²-kβ+t，選擇g為0.36、k為0.4、t為0.85時，誤差較小。另外，在g為0.36、k為0.4、t為0.85時，階梯型微固支梁寬度比值β的取值為：0.2≤β≤0.9。在階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的實際設(shè)計過程中，階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度和階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度有一定的限制(即寬度不能過寬，也不能過窄)，因此階梯型微固支梁寬度比值β有一定的取值范圍。根據(jù)實際設(shè)計的階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)，階梯型微固支梁寬度比值β在0.2～0.9范圍時，利用上述結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)計算得到階梯型微固支梁長度比值誤差較小?？蛇x地，在階梯型微固支梁寬度比值β不在0.2～0.9范圍時可采用其他的結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)計算階梯型微固支梁長度比值，例如采用采用3階或更高階多項式擬合得到的階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)計算計算階梯型微固支梁長度比值。

在其中的一個實施例中，所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值l^*的表達式為:l^*＝lα(β)，其中α(β)為階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，l為階梯型微固支梁總長度。

具體地，比較階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度l2與階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值l^*的大小，若l2＝l^*，階梯型微固支梁的驅(qū)動電壓值最小，此時階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)最佳，可以判定階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)通過檢測。若l2≠l^*，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)未達到最優(yōu)，驅(qū)動電壓未達到最小化，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)還能進一步優(yōu)化。

為了更進一步詳細解釋本發(fā)明靜電驅(qū)動取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)評價方法的技術(shù)方案及其帶來的效果，下面將采用一具體實例進行分析。

如圖5所示，其彈性模量為78.5gpa，泊松比0.22，相對介電常數(shù)為1，真空介電常數(shù)為8.854×10^-12f/m。

步驟一：階梯型微固支梁總長度l為500μm，厚度h為3μm，與底部固定電極的間隙g0為2μm，非靜電力作用區(qū)寬度b1為50μm，靜電力作用區(qū)寬度b2為120μm，靜電力作用區(qū)長度l2為100μm，驅(qū)動電壓為20.6v。

步驟二：根據(jù)公式計算階梯型微固支梁寬度比值β＝50/120＝0.4167。

步驟三：根據(jù)公式α(β)＝gβ²-kβ+t，g＝0.36、k＝0.4、t＝0.85，計算階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)α(β)＝0.36×0.4167²-0.4×0.4167+0.85＝0.7458。

步驟四：根據(jù)階梯型微固支梁總長度l和公式l^*＝lα(β)計算階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值l^*＝0.7458×500＝373μm。

步驟五：比較l^*和l2值，其中l(wèi)^*＝373μm>l2＝100μm，階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)未達到最佳，驅(qū)動電壓未達到最小值。

根據(jù)上述本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，本發(fā)明還提供一種靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖及較佳實施例對本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)進行詳細說明。

圖4為本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該實施例中的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)，包括：

信息獲取模塊10，用于獲取階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、階梯型微固支梁總長度以及階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度，所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)用于記錄階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系；

長度最優(yōu)值確定模塊20，用于根據(jù)所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度、所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)和所述階梯型微固支梁總長度，計算階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值；

結(jié)構(gòu)判定模塊30，用于在所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度與所述階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值相同時，判定所述階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)達到最佳。

在其中的一個實施例中，如圖4所示，所述長度最優(yōu)值確定模塊20還包括寬度比值計算模塊21和長度比值計算模塊22：

寬度比值計算模塊21，用于根據(jù)階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)寬度和所述階梯型微固支梁非靜電力作用區(qū)寬度，計算階梯型微固支梁寬度比值。

長度比值計算模塊22，用于將階梯型微固支梁寬度比值代入階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)，計算階梯型微固支梁長度比值。

長度最優(yōu)值確定模塊20用于根據(jù)所述階梯型微固支梁長度比值和所述階梯型微固支梁總長度的乘積，確定階梯型微固支梁靜電力作用區(qū)長度最優(yōu)值。

在其中的一個實施例中，如圖4所示，還包括：

吸合電壓預(yù)測模型建立模塊40，用于根據(jù)歐拉-伯努利梁理論，建立關(guān)于階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的吸合電壓預(yù)測模型；

結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)獲得模塊50，用于計算吸合電壓預(yù)測模型的一階導(dǎo)數(shù)，在吸合電壓預(yù)測模型的一階導(dǎo)數(shù)為0時，建立階梯型微固支梁長度比值與階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)的寬度比值的定量關(guān)系，得到階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測函數(shù)。

上述靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)可執(zhí)行本發(fā)明實施例所提供的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。至于其中各個功能模塊所執(zhí)行的處理方法，例如參數(shù)獲取模塊10、長度最優(yōu)值確定模塊20、結(jié)構(gòu)判定模塊30、吸合電壓預(yù)測模型建立模塊40、檢測函數(shù)獲得模塊50，可參照上述方法實施例中的描述，此處不再進行贅述。

根據(jù)上述本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法和系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種計算機設(shè)備，下面結(jié)合附圖及較佳實施例對本發(fā)明的計算機設(shè)備進行詳細說明。

圖7為本發(fā)明的計算機設(shè)備在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該實施例中的計算機設(shè)備700，包括存儲器701、處理器702及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其中處理器執(zhí)行程序時可實現(xiàn)本發(fā)明方法實施例中的所有方法步驟。

上述計算機設(shè)備700中處理器702可執(zhí)行本發(fā)明實施例所提供的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的有益效果?？蓞⒄丈鲜龇椒▽嵤├械拿枋?，此處不再進行贅述。

根據(jù)上述本發(fā)明的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法、系統(tǒng)和計算機設(shè)備，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，下面結(jié)合附圖及較佳實施例對本發(fā)明的計算機可讀存儲介質(zhì)進行詳細說明。

本發(fā)明實施例中的計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時可以實現(xiàn)本發(fā)明方法實施例中的所有方法步驟。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

上述計算機可讀存儲介質(zhì)用于存儲本發(fā)明實施例所提供的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法的程序(指令)，其中執(zhí)行該程序可以執(zhí)行本發(fā)明實施例所提供的靜電驅(qū)動階梯型微固支梁結(jié)構(gòu)檢測方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)有益效果。可參照上述方法實施例中的描述，此處不再進行贅述。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。