基于PDMS的静电驱动MEMS悬臂梁的设计与制作

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 17:22
文章英文标题
Design and fabrication of PDMS‐based electrostatically actuated MEMS cantilever beam
正文
聚合物微机电系统( MEMS )器件作为生物传感应用的新型传感器器件,具有较高的机械变形能力和灵敏度。本工作介绍了柔性PDMS衬底上静电驱动聚二甲基硅氧烷( PDMS ) MEMS悬臂梁的设计与制作。利用Taguchi方法结合COMSOL Multiphysics软件对悬臂梁的物理参数进行了分析和优化。本工作致力于开发一种简单、低成本的PDMS悬臂梁及其阵列制作工艺的新方法。该装置由金属底电极、PDMS锚头和PDMS悬臂梁作为顶电极和固定表面的PDMS本体组成。所呈现的工作是在PDMS衬底上溅射的金属层中出现开裂现象。制作工艺的新颖之处在于采用了低成本的工艺,无需精密的光刻工具或刻蚀设备。同时,该工艺允许使用替代材料作为基底(玻璃、硅片等),其中不消耗,可重复使用。然后,该器件的拉入特性使其具有电学特性。
文章内容(英文)
Polymer microelectromechanical system (MEMS) devices emerge as the new class of sensor devices for bio‐sensing applications exhibiting high mechanical deformability and sensitivity. In this work, the design and fabrication of electrostatically actuated polydimethylsiloxane (PDMS) MEMS cantilever on flexible PDMS substrate is presented. The physical parameters of the cantilever were analysed and optimised using Taguchi method coupled with COMSOL Multiphysics software. This work focusses on the development of a novel approach for the simple and cost‐effective fabrication process of PDMS cantilevers and subsequently its arrays. The proposed device consists of a PDMS body with the metal bottom electrode, PDMS anchor, and PDMS cantilever beam as its top electrode and immobilization surface. The work presented is of the cracking phenomenon in the metal layer sputtered on the PDMS substrate. The novelty of the fabrication process is the use of low‐cost processes, no need for sophisticated lithography tools or etching equipment. Also, the process allows the use of alternate material as base substrate (glass, silicon wafer etc.) wherein it is not consumed and is reusable. The fabricated device is then electrically characterised for its pull‐in characteristics.
来源出处
Journal|[J]Micro & Nano LettersVolume 15, Issue 5. 2020. PP 302-307
DOI
https://doi.org/10.1049/MNL.2019.0728

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