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一种器件以及电子设备的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-27 12:58:19

本技术涉及光通信领域,尤其涉及一种微机电系统,尤其涉及一种器件以及电子设备。

背景技术:

1、微机电系统(micro electro mechanical systems,mems)器件是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。mems器件包括可动部件和外框。可动部件和外框之间通过悬臂梁连接。例如,悬臂梁所固定的导线向可动部件传输电信号,以驱动该可动部件发生偏转。又如,可动部件为光探测器等器件,该可动部件所检测到的探测信号传输至悬臂梁所固定的导线上,该导线还与处理器连接,处理器接收并处理来自导线的探测信号。

2、悬臂梁在可动部件偏转的过程中,会使得悬臂梁所固定的导线受到应力作用。该应力作用导致导线发生蠕变。发生蠕变的导线会导致mems器件失稳,降低了mems器件的可靠性。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种器件以及电子设备,其用于避免器件所固定的导线受到过大的应力,降低导线的蠕变速率,进而提升器件结构的稳定性以及可靠性。

2、第一方面,本发明实施例提供了一种器件。所述器件包括可动部件以及悬臂梁,所述悬臂梁与所述可动部件连接;所述悬臂梁的横截面具有第一长度和第二长度,所述横截面为通过切面切割所述悬臂梁以获取,所述悬臂梁的轴向方向平行于所述切面;所述第一长度大于所述第二长度,所述可动部件与导线连接,所述导线位于所述悬臂梁具有所述第二长度的端部,所述导线用于与所述可动部件之间传输第一电信号,所述悬臂梁扭转的情况下,所述端部的应力小于所述悬臂梁具有所述第一长度的侧壁的应力。

3、本方面所示,能够有效地降低悬臂梁所固定的导线所受到的应力的大小,降低导线的蠕变速率。有效地避免了导线出现失稳的情况,提高了器件结构的稳定性以及可靠性,进而提升器件的寿命。

4、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述第一长度和所述第二长度之间的比值为大于或等于5且小于或等于20的区间内的任一数值。

5、本实现方式中,有效地降低了悬臂梁的端部所固定的导线所受到的应力,降低了导线的蠕变速率。而且悬臂梁沿轴向方向的第一长度较大,有效地提高了悬臂梁沿轴向方向的刚度,提升了悬臂梁抗冲击的力度,避免悬臂梁出现断裂,提升了悬臂梁的使用寿命。

6、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述导线包括第一导线,所述第一导线位于所述端部的表面,所述器件还包括位于所述端部的表面和所述第一导线之间的绝缘缓冲层,所述绝缘缓冲层的杨氏模量小于所述悬臂梁的杨氏模量。

7、本实现方式中,在绝缘缓冲层的杨氏模量小于悬臂梁的杨氏模量的情况下,悬臂梁表面的应力能够集中于悬臂梁和绝缘缓冲层之间,绝缘缓冲层能够有效地降低传递至第一导线上的应力大小,更有效地降低第一导线的蠕变速率。

8、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述导线包括第二导线,所述端部具有穿槽,所述第二导线穿过所述穿槽设置,所述器件还包括位于所述穿槽槽底和所述第二导线之间的绝缘缓冲层,所述绝缘缓冲层的杨氏模量小于所述悬臂梁的杨氏模量。

9、本实现方式中,在绝缘缓冲层的杨氏模量小于悬臂梁的杨氏模量的情况下,穿槽槽底的应力能够集中于穿槽槽底和绝缘缓冲层之间,绝缘缓冲层能够有效地降低传递至第二导线上的应力大小,更有效地降低第二导线的蠕变速率。

10、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述导线包括第一导线和第二导线,所述第一导线位于所述端部的表面;所述端部具有穿槽,所述第二导线穿过所述穿槽设置,所述器件还包括绝缘缓冲层,所述绝缘缓冲层的杨氏模量小于所述悬臂梁的杨氏模量,所述绝缘缓冲层位于所述端部的表面和所述第一导线之间,所述绝缘缓冲层还位于所述穿槽槽底和所述第二导线之间。

11、本实现方式中,绝缘缓冲层能够有效地降低传递至第一导线以及第二导线上的应力大小,更有效地降低第一导线以及第二导线的蠕变速率。

12、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述绝缘缓冲层由介电材料制成,所述绝缘缓冲层的杨氏模量大于或等于压强阈值。

13、本实现方式中,在所述绝缘缓冲层由介电材料制成,保证绝缘缓冲层的绝缘特性。在绝缘缓冲层的杨氏模量大于或等于压强阈值的情况下,该绝缘缓冲层抗形变的能力能够有效地阻碍应力传递至导线上。

14、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述绝缘缓冲层沿所述悬臂梁轴向的厚度大于或等于厚度阈值。

15、本实现方式中,在所述绝缘缓冲层沿所述悬臂梁轴向的厚度大于或等于厚度阈值的情况下,导致有效地降低传递至导线上的应力大小,进而导致导线的蠕变速率较低。

16、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述绝缘缓冲层的表面覆盖绝缘覆盖层,所述导线位于所述绝缘缓冲层和所述绝缘覆盖层之间。

17、本实现方式中,该绝缘覆盖层能够吸收绝缘缓冲层表面的应力,避免绝缘缓冲层表面的应力全部集中于导线上,有效地降低了传递至导线上的应力大小。

18、基于第一方面,一种可选的实现方式中,沿所述悬臂梁的轴向方向,所述导线的厚度小于或等于高度阈值。

19、本实现方式中,在导线的厚度小于或等于高度阈值的情况下,降低了导线的厚度,有效地降低了传递至导线上的应力。

20、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述端部固定多个所述导线,所述多个导线中,包括传输所述第一电信号方向相反的两个导线。

21、本实现方式中,悬臂梁能够固定多个导线,提高了处理器与可动部件之间传输电信号的效率。而且在多个导线中包括传输所述第一电信号方向相反的两个导线的情况下,能够有效地降低导线之间所产生的洛伦兹力对可动部件的偏转所造成的串扰。

22、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述多个导线所传输的多路所述第一电信号中,所有沿第一方向传输的所述第一电信号的电流值的和为第一电流值,所有沿第二方向传输的所述第一电信号的电流值的和为第二电流值,所述第一方向和所述第二方向相反,所述第一电流值和所述第二电流值相同。

23、本实现方式中,在第一电流值和第二电流值相同,且第一方向和第二方向相反的情况下,多个导线之间所产生的洛伦兹力相互抵消,从而有效地避免了导线所产生的洛伦兹力对可动部件的偏转所造成的串扰,尽可能的避免可动部件偏转的角度的误差。

24、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述悬臂梁的正投影呈u形,y形,或折叠形。

25、本实现方式中,悬臂梁扭转的过程中,悬臂梁的应力能够有效地分散于悬臂梁内,提高了通过悬臂梁所释放的应力,降低了传递至悬臂梁所固定的导线上的应力大小。

26、基于第一方面,一种可选的实现方式中,所述悬臂梁已掺杂,已掺杂的所述悬臂梁用于与所述可动部件之间传输第二电信号。

27、本实现方式中,悬臂梁能够传输第二电信号,提高了悬臂梁和可动部件之间所传输的电信号的效率。

28、第二方面,本发明实施例提供了一种电子设备。所述电子设备包括处理器以及器件,所述器件包括可动部件以及悬臂梁,所述悬臂梁与所述可动部件连接;所述悬臂梁的横截面具有第一长度和第二长度,所述第一长度大于所述第二长度,所述横截面为通过切面切割所述悬臂梁以获取,所述悬臂梁的轴向方向平行于所述切面;所述可动部件与导线连接,所述导线位于所述悬臂梁具有所述第二长度的端部,所述导线用于与所述可动部件之间传输第一电信号,所述悬臂梁扭转的情况下,所述端部的应力小于所述悬臂梁具有所述第一长度的侧壁的应力;所述处理器与所述导线连接,所述处理器用于与所述导线之间传输所述第一电信号。

29、本方面有益效果的说明,请参见第一方面所示,具体不做赘述。

30、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述可动部件包括基座以及所述基座所固定的光电元件,所述基座还包括导电线圈,所述悬臂梁与所述基座连接,所述导线与所述导电线圈连接,或,所述导线与所述光电元件连接。

31、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述第一长度和所述第二长度之间的比值为大于或等于5且小于或等于20的区间内的任一数值。

32、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述导线包括第一导线,所述第一导线位于所述端部的表面,所述器件还包括位于所述端部的表面和所述第一导线之间的绝缘缓冲层,所述绝缘缓冲层的杨氏模量小于所述悬臂梁的杨氏模量。

33、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述导线包括第二导线,所述端部具有穿槽,所述第二导线穿过所述穿槽设置,所述器件还包括位于所述穿槽槽底和所述第二导线之间的绝缘缓冲层,所述绝缘缓冲层的杨氏模量小于所述悬臂梁的杨氏模量。

34、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述导线包括第一导线和第二导线,所述第一导线位于所述端部的表面;所述端部具有穿槽,所述第二导线穿过所述穿槽设置,所述器件还包括绝缘缓冲层,所述绝缘缓冲层的杨氏模量小于所述悬臂梁的杨氏模量,所述绝缘缓冲层位于所述端部的表面和所述第一导线之间,所述绝缘缓冲层还位于所述穿槽槽底和所述第二导线之间。

35、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述绝缘缓冲层由孔隙率小于致密阈值的介电材料制成,所述绝缘缓冲层的杨氏模量大于或等于压强阈值。

36、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述绝缘缓冲层沿所述悬臂梁轴向的厚度大于或等于厚度阈值。

37、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述绝缘缓冲层的表面覆盖绝缘覆盖层,所述导线位于所述绝缘缓冲层和所述绝缘覆盖层之间。

38、基于第二方面,一种可选的实现方式中,沿所述悬臂梁的轴向方向,所述导线的厚度小于或等于高度阈值。

39、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述端部固定多个所述导线,所述多个导线中,包括传输所述第一电信号方向相反的两个导线。

40、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述多个导线所传输的多路所述第一电信号中,所有沿第一方向传输的所述第一电信号的电流值的和为第一电流值,所有沿第二方向传输的所述第一电信号的电流值的和为第二电流值,所述第一方向和所述第二方向相反,所述第一电流值和所述第二电流值相同。

41、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述悬臂梁的正投影呈u形,y形,或折叠形。

42、基于第二方面,一种可选的实现方式中,所述悬臂梁已掺杂,已掺杂的所述悬臂梁用于与所述可动部件之间传输第二电信号。

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