[发明专利]静电换能器可靠性分析方法和系统

说明书

本发明涉及一种静电换能器可靠性分析方法和系统，对静电换能器的输入电极和偏置电极施加偏置电压；根据预设的冲击量级对静电换能器施加冲击载荷，进行机械冲击。在机械冲击过程中监测静电换能器的输入电极与输出电极之间的电阻值；调节所述偏置电压的幅值，并在电阻值从无穷大到有限值跳变时，测量得到当前冲击量级下静电换能器产生误触发的最小偏置电压并输出。实现在一定的机械冲击条件下，获得会导致可动平板下拉而产生误触发的最小偏置电压，支撑静电换能器的抗冲击设计以及对机械冲击和静电力耦合所引起的误接触动作的预测和预防等，提高了静电换能器的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及仪器测试技术领域，特别是涉及一种静电换能器可靠性分析方法和系统。

背景技术

静电换能器由两个可以存储相反电荷的导体所构成的电容器，在功能上包括传感器与执行器，常见的静电MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)器件包括RF(Radio Frequency，射频)MEMS开关、MEMS惯性器件、MEMS压力传感器等。以静电力为驱动的平行板电容器结构，通常是一个平行板固定(固定平板)，另一个平板由机械弹簧悬支(可动平板)，当两个平行板上时加电压时就会产生静电力，静电力使两平板之间的间隙减少，从而引起位移和机械回复力，在静态平衡下，机械回复力与静电力大小相等，方向相反。其中，机械回复力随着极板位置线性变化，而静电力则随着极板位置非线性变化。

在实际应用环境中，机械冲击不可避免。在机械冲击作用下，可动平板将会发生位移，由前面分析可以知道，此时就算施加在平板间的电压没有发生变化，但由于两平板之间的间隙发生改变，将会导致静电力也发生改变，这可能会导致开关出现误动作：本来不应该发生接触的偏置电压条件下，由于外界机械冲击的作用，导致开关出现意外的闭合接触动作，严重影响了产品使用的稳定性和可靠性。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可分析评价静电换能器稳定性和可靠性的静电换能器可靠性分析方法和系统。

一种静电换能器可靠性分析方法，包括以下步骤：

对静电换能器的输入电极和偏置电极施加偏置电压，所述偏置电压大于所述静电换能器的保持电压并小于所述静电换能器的下拉电压；

根据预设的冲击量级对所述静电换能器施加冲击载荷，进行机械冲击；

在机械冲击过程中监测所述静电换能器的输入电极与输出电极之间的电阻值；

调节所述偏置电压的幅值，并在所述电阻值从无穷大到有限值跳变时，测量得到当前冲击量级下所述静电换能器产生误触发的最小偏置电压并输出。

一种静电换能器可靠性分析系统，包括：

电压施加模块，用于对静电换能器的输入电极和偏置电极施加偏置电压，所述偏置电压大于所述静电换能器的保持电压并小于所述静电换能器的下拉电压；

机械冲击模块，用于根据预设的冲击量级对所述静电换能器施加冲击载荷，进行机械冲击；

阻值监测模块，用于在机械冲击过程中监测所述静电换能器的输入电极与输出电极之间的电阻值；

偏置计算模块，用于调节所述偏置电压的幅值，并在所述电阻值从无穷大到有限值跳变时，测量得到当前冲击量级下所述静电换能器产生误触发的最小偏置电压并输出。