Rezgő tömeggel ellátott kantilever struktúrák tervezése és kialakítása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Mizsei János
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A kutatás távlati célkitűzése egy miniatűr, önellátó energiaforrással és vezetéknélküli kapcsolattal rendelkező érzékelő fejlesztése. A környezeti rezgésekből való energiakinyerés új és izgalmas lehetőségeket nyújt a mikro- és nanoméretű, alacsonyfogyasztású eszközök energiaellátására. A hagyományos elemek, telepek nem lesznek hátráltató tényezők a tervezésnél és karbantartásnál, ugyanis ezek helyét átvehetik az „örökké tartó” MEMS generátorok. Az MFA MEMS laboratóriumában előkísérleteket kezdtünk meg az önellátó energiatermelő MEMS egység megalkotására. Az energiaszüretelő egység (energy harvester) terveink szerint piezoelektromos rezgő nyelvekből állna, melyet a mikrotechnológia eszköztárával valósítanánk meg.

A tömeggel ellátott rezgő nyelv felveszi a környezet rezgéseit, és a rezgések folyamán a piezoelektromos rétegben a töltésszétválasztás révén elektromos energiát szolgáltat a szenzornak. Fontos, hogy a rendszer sajátfrekvenciája a környezeti rezgésekkel egy tartományban legyen (~100Hz), ezért az első feladat meghatározni az ideális geometriai kialakítást és szimulációkkal becsülni a sajátfrekvenciát.

Ebben a munkában részletesen lesz szó a rezgő karok rezonanciájával kapcsolatos szimulációkról, a legegyszerűbb esettől a bonyolultabbakig. Valamint a különböző problémakörökhöz tartozó szimulációk bemutatása után egy-egy maszkterv kerül bemutatásra, amiknek megvalósításával legyártható egy-egy teszt struktúra a kísérletek elvégzéséhez.

Legvégül bemutatom a gyártási technológia lépéseit, és összefoglalom a különböző kantilever sorozatokból származó gyártási tapasztalatokat.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.