Modelowanie sił tłumiących występujących w układach perforowanych MEMS

Na pracę wielu układów mikroelektromechanicznych MEMS duży wpływ wywierają siły tłumiące wynikające z istnienia pomiędzy płytkami tzw. filmu powietrznego. Analityczne metody szacowania tych sił występują jedynie w prostych układach. Przy bardziej złożonych kształtach bardzo pomocne są metody numeryczne, których intensywny rozwój jest szczególnie zauważalny w ostatnich latach. Wśród paru znanych na rynku programów umożliwiających analizę układów MEMS wyróżnić można program Comsol Multiphysics, który zawiera specjalistyczny moduł MEMS. Wniniejszej pracy zostanie zweryfikowana przydatność powyższego programu w modelowaniu prostych oraz złożonych płytek zawierających perforacje w postaci otworów. Celem wykonywania w płytkach otworów jest przeważnie chęć redukcji występujących sił tłumiących. Zrealizowany szereg badań analityczno-numerycznych zobrazował liczne niedoskonałości programu Comsol, które należałoby poprawić.

Operation of many micro-electromechanical systems (MEMS) is highly influenced by damping forces resulting from the existence of fluid film between the MEMS plates. Analytical methods for estimating of these forces are presented only for simple plates. For more complex shapes of plates, numerical methods are very helpful. Among a few famous market programs, enabling analysis of MEMS, we can distinguish the program called Comsol Multyphysics which includes a specific module for MEMS. In this paper, the suitability of this program for modelling of simple and more complex plates with perforations in the form of holes will be verified. The tile holes are usually made in order to reduce occurring damping forces. The performed analytical and numerical studies, showed numerous imperfections of the Comsol program which needs to be improved by their programmers.