[发明专利]MEMS振动元件、MEMS振动元件的制造方法及振动发电元件

说明书

本发明提供MEMS振动元件，其具备基体部、固定于基体部的固定部、相对于固定部可动的可动部、以及将可动部弹性支撑于基体部的弹性支撑部，弹性支撑部由与固定部及可动部不同的材料形成。

技术领域

本发明涉及MEMS振动元件、MEMS振动元件的制造方法及振动发电元件。

背景技术

作为从环境振动获取能量的能量收集技术之一，公知使用MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)振动元件亦即振动发电元件来根据环境振动进行发电的方法(例如参照专利文献1)。环境振动包括各种频带，但为了有效地进行振动发电，需要使振动发电元件的共振频率与作为环境振动的功率谱较大的频率的主要频率一致。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-172523号公报

发明内容

发明所要解决的课题

主要频率根据作为振动检测对象的环境而分别不同。但是，在现有的振动发电元件中，构成该振动发电元件的MEMS振动元件的弹性支撑部由与包括可动电极的可动部相同的材料形成。因而，弹性支撑部的设计自由度较低，无法容易地对应于各种主要频率，从而相应地有耗费成本、劳力和时间的问题。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案的MEMS振动元件具备：基体部；固定部，其固定于上述基体部；可动部，其相对于上述固定部可动；以及弹性支撑部，其将上述可动部弹性支撑于上述基体部，上述弹性支撑部由与上述固定部及上述可动部不同的材料形成。

在第一方案的MEMS振动元件的基础上，本发明的第二方案的MEMS振动元件优选为，上述弹性支撑部由与构成上述固定部及上述可动部的材料相比断裂韧性值较高的材料形成。

在第一或第二方案的MEMS振动元件的基础上，本发明的第三方案的MEMS振动元件优选为，上述弹性支撑部由金属形成。

在第一至第三方案中任一方案的MEMS振动元件的基础上，本发明的第四方案的MEMS振动元件优选为，上述弹性支撑部由断裂韧性值为10[MPa·m^1/2]以上的材料形成。

在第一至第四方案中任一方案的MEMS振动元件的基础上，本发明的第五方案的MEMS振动元件优选为，上述固定部及上述可动部由硅形成。

在第一至第五方案中任一方案的MEMS振动元件的基础上，本发明的第六方案的MEMS振动元件优选为，上述固定部和上述可动部构成梳齿构造。

在第一至第六方案中任一方案的MEMS振动元件的基础上，本发明的第七方案的MEMS振动元件优选为，上述弹性支撑部由平板构成，且在与连接上述可动部和上述基体部的预定方向正交的方向上的宽度在至少一部分根据上述预定方向的位置而不同。

本发明的第八方案的MEMS振动元件的制造方法包括以下各工序：形成基体部的工序；形成固定部的工序；形成可动部的工序；由与上述固定部及上述可动部不同的材料形成弹性支撑部的工序；将上述弹性支撑部的一端连接于上述基体部的工序；以及将上述弹性支撑部的另一端连接于上述可动部的工序。

在第八方案的MEMS振动元件的制造方法的基础上，本发明的第九方案的MEMS振动元件的制造方法优选为，由与上述固定部及上述可动部的材料相比断裂韧性值较大的材料形成上述弹性支撑部。

在第八或第九方案的MEMS振动元件的制造方法的基础上，本发明的第十方案的MEMS振动元件的制造方法优选为，利用光刻法来进行上述固定部的形成及上述可动部的形成。