專利名稱：采用鈦鎳銅合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MEMS微流體系統(tǒng)的執(zhí)行器件，具體涉及一種采用三元 TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器及其制備方法。
背景技術(shù)：
微驅(qū)動(dòng)器作為MEMS微流體系統(tǒng)的執(zhí)行器件，是微流體系統(tǒng)發(fā)展水平的重要 標(biāo)志。它被廣泛應(yīng)用在藥物微量傳送、燃料微量噴射、細(xì)胞分離、集成電子冷 卻以及微量化學(xué)分析等方面。因此微驅(qū)動(dòng)器的研究一直是微機(jī)械加工系統(tǒng)的一 個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)也是微流體系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的主要限制瓶頸。由于微驅(qū)動(dòng)器的流量 輸出是通過驅(qū)動(dòng)膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起微系統(tǒng)中泵腔的體積和壓力變化而實(shí)現(xiàn)的， 所以驅(qū)動(dòng)膜的驅(qū)動(dòng)力直接決定了微驅(qū)動(dòng)器性能指標(biāo)，即驅(qū)動(dòng)膜的形變程度、響 應(yīng)頻率對微驅(qū)動(dòng)器的工作有著至關(guān)重要的影響。目前，驅(qū)動(dòng)膜的驅(qū)動(dòng)形式有形 狀記憶效應(yīng)驅(qū)動(dòng)、壓電、靜電、電磁、熱氣動(dòng)、熱流動(dòng)和雙金屬效應(yīng)等。其中， 熱氣動(dòng)、雙金屬效應(yīng)屬于低頻驅(qū)動(dòng)，其缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)流量較?。粔弘娞沾?、靜電、 電磁屬于高頻驅(qū)動(dòng)，盡管產(chǎn)生流量較大，但是其缺點(diǎn)是所需工作電壓相應(yīng)較高， 應(yīng)用匹配困難，例如，在"儀器儀表學(xué)報(bào)"清華大學(xué)的楊岳、周兆英和葉雄英 等1996年發(fā)表的論文"雙金屬熱致動(dòng)微型泵"，他們研制的雙金屬驅(qū)動(dòng)微型泵 驅(qū)動(dòng)電壓為20V,驅(qū)動(dòng)頻率僅為5Hz，輸出流量為36Hl/min。而在"Micro Electro Mechanical Systems" 上Fraunhofer Institute for Solid Technology (IFT) 的R. Zengerle和A. Richter等人于1992年發(fā)表論文"A micro membrane pump with electrostatic actuation",報(bào)道的靜電驅(qū)動(dòng)微型泵，工作電壓高為170V， 不利于應(yīng)用。形狀記憶合金因其具有良好的驅(qū)動(dòng)特性，近年來成為微驅(qū)動(dòng)器件 首選的驅(qū)動(dòng)材料。例如在"Sensors and Actuators"刊物上，上海交通大學(xué)徐 東等人于2001年發(fā)表的論文"Characteristics and fabrication of NiTi/Si diaphragmmicropump"，報(bào)道的二元TiNi形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)微泵，輸出流量為 340ml/min。但二元TiNi合金相變點(diǎn)受成分影響極大，制備過程中成品率低； 同時(shí)，馬氏體與奧氏體的相變溫度分別在25°、 75°左右，相變遲滯較大 (A7^S0。C)，致使驅(qū)動(dòng)頻率較低，使應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TiNiCu/Si形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜的制備法、弦錐結(jié)構(gòu)微泵的設(shè)計(jì)、制作并實(shí)現(xiàn)形狀記憶合金薄膜對微泵的良好驅(qū)動(dòng)的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器。形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜采 用濺射方式沉積于為驅(qū)動(dòng)器的上體上，并完成條形化電阻設(shè)計(jì)以利于驅(qū)動(dòng)。微 驅(qū)動(dòng)器的上、下體結(jié)構(gòu)采用Si刻蝕工藝制備，并實(shí)現(xiàn)鍵合焊接。起到壓力泵作 用的上體2及閥體作用的下體3加工成具有壓力泵作用的驅(qū)動(dòng)腔4;下體3在加 工驅(qū)動(dòng)腔4的同時(shí)，制成具有單流向閥的閥體擴(kuò)張管5和收縮管6;閥體擴(kuò)張管 和收縮管分別與進(jìn)水管道7和出水管道8相對準(zhǔn)連接，裝有三元TiNiCu/Si形 狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜1的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器在電流的作用下即可完成流體的驅(qū) 動(dòng)功能。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，其組成包括能起到壓力泵作用的上體及閥體作用的下體，所述的上體及下體加工成具 有壓力泵作用的驅(qū)動(dòng)腔；所述的下體在加工驅(qū)動(dòng)腔的同時(shí)，制成具有單流向閥 的閥體擴(kuò)張管和收縮管；所述的閥體擴(kuò)張管和收縮管分別與進(jìn)水管道和出水管 道相對準(zhǔn)連接，所述的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器上裝有三元TiNiCu/Si形狀記憶合金 驅(qū)動(dòng)薄膜。上述的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器， 其還包括用來接通外部驅(qū)動(dòng)電源的電極及用來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓力的TiNiCu合金薄膜 電阻條。上述的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，所述的上、下體的結(jié)構(gòu)采用硅(Si)的微機(jī)械加工經(jīng)過硅(Si)的各向異性刻蝕工藝腐蝕后制備，并利用鍵合技術(shù)焊接成型。上述的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，所述的 擴(kuò)張管和收縮管是利用硅Si的各向異性腐蝕工藝制作的，其弦錐形管的小口端 的尺寸為20 30Mm，其錐度以弦錐形管兩壁弦切線夾角來標(biāo)定，錐度值為10° 15°,管壁弦的弧度為直徑4 5倍驅(qū)動(dòng)腔直徑圓所確定的弧，管壁外弦壁與驅(qū)動(dòng) 腔壁相切；管長1800 2000Mm。上述的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，所述的 驅(qū)動(dòng)腔是采用硅Si的各向異性刻蝕工藝經(jīng)過腐蝕后獲得，其上體驅(qū)動(dòng)腔硅膜的 厚度為10 12nm。上述的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，所述的 驅(qū)動(dòng)薄膜為采用TiNi靶原子百分比為Ti 55.4%、 Ni44.696與純銅靶同時(shí)共點(diǎn)濺 射，在圓形硅膜驅(qū)動(dòng)腔上膜生長厚度為30jtm的驅(qū)動(dòng)薄膜，并在750。C退火一小 時(shí)，薄膜中銅含量的控制通過銅靶上的濺射電壓來控制。上述的采用三元TiNiCu形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，對驅(qū)動(dòng) 薄膜進(jìn)行圖形化處理，在光刻膠的保護(hù)下利用腐蝕液成分為HF的重量份數(shù)為 15%、麗03的重量份數(shù)為15%、 HA的重量份數(shù)為296、 H20的重量份數(shù)為68%,將 薄膜刻蝕成厚為30jLim、寬為70 80jtm的環(huán)狀條形結(jié)構(gòu)，電阻條間距為20 這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果1. 本發(fā)明由于采用了以上措施，與現(xiàn)有技術(shù)相比，制備工藝簡單，驅(qū)動(dòng)頻 率高、輸出流量大、流量可控性強(qiáng)、功耗低、壽命長、體積小、成本低的特點(diǎn)。 另外，本發(fā)明采用的微機(jī)械加工技術(shù)與半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)相兼容，可實(shí)現(xiàn)與 其他微檢測和微控制元件及電路集成，適應(yīng)于大批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于微流 量系統(tǒng)領(lǐng)域，特別適用于超大集成電路及大功率元件的冷卻方面。2. 本發(fā)明的TiNiCu/Si驅(qū)動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)與二元TiNi合金等其它驅(qū)動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng) 方式相比，其明顯的優(yōu)勢就是它的驅(qū)動(dòng)頻率高，在脈沖驅(qū)動(dòng)電流作用下可以得 到較大的輸出。采用磁控濺射TiNiCu驅(qū)動(dòng)薄膜作為驅(qū)動(dòng)材料，很好地解決了材 料、硅基薄膜以及電極之間的結(jié)合力問題，在上萬次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后不產(chǎn)生剝離、 開裂現(xiàn)象，同時(shí)與半導(dǎo)體平面工藝結(jié)合好，利于集成化設(shè)計(jì)及批量加工制作。3. 本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)和工藝簡單、體積小，具有可控性強(qiáng)，輸出流量大和功 耗低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于液體微量傳送、細(xì)胞分離及集成系統(tǒng)冷卻等多方面領(lǐng) 域。


附圖1是采用TiNiCu驅(qū)動(dòng)膜驅(qū)動(dòng)弦錐微驅(qū)動(dòng)器的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是刻蝕后的三元TiNiCu形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)膜的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是附圖1的A-A剖面圖。附圖4是附圖1的B-B剖面圖，即弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器的液體流路俯視結(jié)構(gòu) 示意圖。本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式實(shí)施例l:本發(fā)明的構(gòu)成包括三元TiNiCu驅(qū)動(dòng)薄膜的制備及弦錐泵的制作，三元 TiNiCu/Si形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜1和能起到壓力泵作用的上體2及閥體作用的 下體3三部分共同完成MEMS微流體系統(tǒng)的執(zhí)行過程。其中上體2及下體3加工 成具有壓力泵作用的驅(qū)動(dòng)腔4;下體3在加工驅(qū)動(dòng)腔4的同時(shí)，制成具有單流向 閥的閥體擴(kuò)張管5和收縮管6;擴(kuò)張管5和收縮管6分別與進(jìn)水管道7、出水管 道8相對準(zhǔn)連接；作為形狀記憶效應(yīng)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)膜1它采用TiNiCu驅(qū)動(dòng)薄膜形 式，它的構(gòu)成包括用來接通外部驅(qū)動(dòng)電源的電極9、 ll及用來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓力的 TiNiCu合金薄膜電阻條10。TiNiCu合金薄膜電阻條10在電極9、 11的驅(qū)動(dòng)電源的作用下，利用合金薄 膜的形狀記憶效應(yīng)產(chǎn)生收縮與伸張，TiNiCu驅(qū)動(dòng)膜產(chǎn)生彎曲形變，引起驅(qū)動(dòng)腔 4的體積和壓力的變化，在擴(kuò)張管5和收縮管6的配合下迫使液體在進(jìn)、出水管 道7、 8間流動(dòng)。該發(fā)明的工作原理是，利用TiNiCu驅(qū)動(dòng)膜l的形狀記憶效應(yīng)，當(dāng)電流加于 形狀記憶合金電阻條上時(shí)，產(chǎn)生的歐姆熱量使形狀記憶合金相由馬氏體相向奧 氏體相轉(zhuǎn)變，合金形變產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)膜向上運(yùn)動(dòng)，使得具有壓力泵作用的驅(qū)動(dòng)腔4 內(nèi)的壓力減小，通過微尺寸下兩個(gè)擴(kuò)張管5和收縮管6出現(xiàn)的壓力損失系數(shù)的 差異，擴(kuò)張管5從進(jìn)水管道7吸入液體；反之方波驅(qū)動(dòng)電流撤銷時(shí)，形狀記憶 合金溫度降低，合金相由奧氏體相向馬氏體相轉(zhuǎn)變使其形狀恢復(fù)，驅(qū)動(dòng)膜1及 上體2向下回復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)腔4內(nèi)壓力增大，收縮管6向出水管道8定向排出 液體，因此，隨著TiNiCu驅(qū)動(dòng)膜l及上體2在方波電信號(hào)的作用下作周期性運(yùn) 動(dòng)，液體就不斷通過進(jìn)水管道7被抽入和通過出水管道8被泵出。該發(fā)明的微 驅(qū)動(dòng)器的流量范圍可根據(jù)不同用戶的不同需求，通過對TiNiCu驅(qū)動(dòng)膜1和收縮管及擴(kuò)張管5、 6的尺寸設(shè)計(jì)加以確定，當(dāng)該設(shè)計(jì)尺寸確定后，該微驅(qū)動(dòng)器的流 量在一定的微調(diào)范圍內(nèi)，還可進(jìn)一步通過改變施加在TiNiCu驅(qū)動(dòng)膜1上的電流 和頻率加以調(diào)節(jié)。實(shí)施例2:本發(fā)明的制作方法如下TiNiCu/Si驅(qū)動(dòng)薄膜的制備是通過磁控濺射工藝完成。采用TiNi靶原子百 分比為Ti55.496、 Ni44.696與純銅靶同時(shí)共點(diǎn)濺射，在圓形硅膜驅(qū)動(dòng)腔上膜生長 厚度為30;/m的驅(qū)動(dòng)薄膜，薄膜中銅含量的控制通過銅靶上的濺射電壓來控制， 在75(TC退火一小時(shí)以獲得馬氏體結(jié)構(gòu)相。為實(shí)現(xiàn)薄膜具有良好的驅(qū)動(dòng)能力，制 備的薄膜應(yīng)具備Ti、Ni、Cu各元素分布均勻，原子百分比為Ti 50%、Ni(44±x)%、 Cu(6T;c)96,其中x^596;合金薄膜奧氏體與馬氏體之間相轉(zhuǎn)變遲滯溫度AT^ 25。， 以實(shí)現(xiàn)薄膜具有較高的驅(qū)動(dòng)頻率。為實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)，對制備的薄膜進(jìn)行圖形化處 理，在光刻膠的保護(hù)下利用腐蝕液(成分為HF (15%) /HN03 (15%) /H202 (2%) /H20 (68%))將薄膜刻蝕成為厚30戸、寬70-80，的環(huán)狀電阻條，電 阻條間距為20-30，。上體2的驅(qū)動(dòng)腔4的制作是在半導(dǎo)體[100]硅(Si)片的反面進(jìn)行刻蝕，采用 微機(jī)械加工工藝中的各向異性腐蝕工藝至所需的硅(Si)膜厚度10 12Mm，形成 圓形驅(qū)動(dòng)腔4下體3的擴(kuò)張管及收縮管5、 6的制作同樣是采用硅(Si)的微機(jī)械 加工，通過腐蝕工藝形成弦錐形管形狀，其弦錐形管的小口端的尺寸為20 30Mm，其錐度以弦錐形管兩壁弦切線夾角來標(biāo)定，錐度值為10° 15°，管壁弦的 弧度為直徑3 4倍驅(qū)動(dòng)腔直徑圓所確定的弧度，管壁外弦壁與驅(qū)動(dòng)腔壁相切； 管長1800 2000Mm。用同一工藝加工成進(jìn)、出水管道7、 8，其管道直徑一般為 1000Mm。上體2和下體3之間鍵合采用Si-Au-Si鍵合技術(shù)，在下體3的正面鍍 一層Au金屬膜，然后用光刻和化學(xué)腐蝕方法僅對需要鍵合的部位的金屬膜予以 保留，其余部分均被腐蝕掉。最后將上、下體2、 3對齊，然后放到燒結(jié)爐內(nèi)達(dá) 到共晶溫度后即可焊接鍵合。實(shí)施例3:本發(fā)明的整體外形尺寸為12mmX8mmX3mm，其中TiNiCu/Si驅(qū)動(dòng)薄膜1的尺寸厚度為30Wn、最大直徑為4mm的圓環(huán)條，在TiNiCu/Si驅(qū)動(dòng)薄膜1的兩端 連接處9、 11引線電極，用于與驅(qū)動(dòng)電源相接，驅(qū)動(dòng)電源采用方波，工作電壓 5V，頻率范圍30 120Hz。當(dāng)該微驅(qū)動(dòng)器用在進(jìn)行流體微量傳送時(shí)，與硅無化學(xué)反應(yīng)的液體與進(jìn)水管 道7相接，出水管道8接液體收集端。在驅(qū)動(dòng)電源的作用下，TiNiCu/Si驅(qū)動(dòng)薄 膜1改變驅(qū)動(dòng)腔4的體積，使得泵的內(nèi)外存在壓差。液體不斷經(jīng)進(jìn)水管道7被 抽入，再經(jīng)出水管道8被泵出，最終達(dá)到微驅(qū)動(dòng)器對液體輸送和控制的目的。TiNiCu/Si驅(qū)動(dòng)薄膜1的制作工藝是采用TiNi耙(原子百分比為Ti 55. 4%、 Ni44. 6%)與純銅靶同時(shí)共點(diǎn)濺射， 在圓形硅膜驅(qū)動(dòng)腔上膜生長厚度為30/zm的驅(qū)動(dòng)薄膜，薄膜中銅含量的控制通過 銅耙上的濺射電壓來控制。在750。C退火一小時(shí)。制備的薄膜應(yīng)具備Ti、 Ni、 Cu各元素分布均勻，原子百分比為Ti 50%、Ni(44±;c)%、Cu(6Tx)%,其中x"96; 在光刻膠的保護(hù)下利用腐蝕液(成分為HF (1590 /HN03 (15%) /H202 (2%) /H20 (68%))將薄膜刻蝕成為厚30戸、寬70-80戸的環(huán)狀電阻條10及電阻條引腳9、 11,電阻條間距為20-30戶。在掩模保護(hù)條件下電阻條引腳上真空蒸發(fā)制備鋁 膜后連接外引線。上體2的驅(qū)動(dòng)腔4及下體3結(jié)構(gòu)的制作是采用硅的各向異性腐蝕工藝腐蝕 制成。具有相同驅(qū)動(dòng)腔結(jié)構(gòu)的上體[l]與下體[2]之間的鍵合采用Si-Au-Si鍵合， 在下體2正面鍍Au，膜厚為1Mm,然后用光刻和化學(xué)腐蝕方法對僅需鍵合區(qū)域 的金屬膜予以保留，其余均被腐蝕掉。最后將上、下體l、 2對齊，放在燒結(jié)爐 內(nèi)在65(TC溫度后即可鍵合。
權(quán)利要求
1.一種采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，其組成包括能起到壓力泵作用的上體及閥體作用的下體，其特征是所述的上體及下體加工成具有壓力泵作用的驅(qū)動(dòng)腔；所述的下體在加工驅(qū)動(dòng)腔的同時(shí)，制成具有單流向閥的閥體擴(kuò)張管和收縮管；所述的閥體擴(kuò)張管和收縮管分別與進(jìn)水管道和出水管道相對準(zhǔn)連接，所述的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器上裝有三元TiNiCu/Si形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu) 微驅(qū)動(dòng)器，其特征是其還包括用來接通外部驅(qū)動(dòng)電源的電極及用來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng) 壓力的TiNiCu合金薄膜電阻條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐 結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述的上、下體的結(jié)構(gòu)采用硅(Si)的微機(jī)械加工經(jīng)過硅(Si)的各向異性刻蝕工藝腐蝕后制備，并利用鍵合技術(shù)焊接成型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐 結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述的擴(kuò)張管和收縮管是利用硅Si的各向異性腐蝕 工藝制作的，其弦錐形管的小口端的尺寸為20 30Wn，其錐度以弦錐形管兩壁 弦切線夾角來標(biāo)定，錐度值為10° 15°，管壁弦的弧度為直徑4 5倍驅(qū)動(dòng)腔直 徑圓所確定的弧，管壁外弦壁與驅(qū)動(dòng)腔壁相切；管長1800 2000Mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐 結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)腔是采用硅Si的各向異性刻蝕工藝經(jīng)過 腐蝕后獲得，其上體驅(qū)動(dòng)腔硅膜的厚度為10 12jtm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu) 微驅(qū)動(dòng)器，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)薄膜為采用TiNi靶原子百分比為Ti 55.4%、 M44. 6%與純銅耙同時(shí)共點(diǎn)濺射，在圓形硅膜驅(qū)動(dòng)腔上膜生長厚度為30pm的驅(qū) 動(dòng)薄膜，并在75(TC退火一小時(shí)，薄膜中銅含量的控制通過銅靶上的濺射電壓來 控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器，其特征是對驅(qū)動(dòng)薄膜進(jìn)行圖形化處理，在光刻膠的保護(hù)下利用腐 蝕液成分為HF的重量份數(shù)為15%、麗03的重量份數(shù)為15%、仏02的重量份數(shù)為 2%、 H20的重量份數(shù)為68%,將薄膜刻蝕成厚為30pm、寬為70 80jtm的環(huán)狀 條形結(jié)構(gòu)，電阻條間距為20 30nm。
全文摘要
采用三元鈦鎳銅形狀記憶合金膜驅(qū)動(dòng)的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器及其制備方法，形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜采用濺射方式沉積，并應(yīng)用MEMS工藝完成條形化電阻設(shè)計(jì)。微驅(qū)動(dòng)器的上、下體結(jié)構(gòu)采用Si刻蝕工藝制備，并實(shí)現(xiàn)鍵合焊接，其組成包括能起到壓力泵作用的上體(2)及閥體作用的下體(3)，所述的上體(2)及下體(3)加工成具有壓力泵作用的驅(qū)動(dòng)腔(4)；所述的下體(3)在加工驅(qū)動(dòng)腔(4)的同時(shí)，制成具有單流向閥的閥體擴(kuò)張管(5)和收縮管(6)；所述的閥體擴(kuò)張管和收縮管分別與進(jìn)水管道(7)和出水管道(8)相對準(zhǔn)連接，所述的弦錐結(jié)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)器上裝有三元TiNiCu/Si形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)薄膜(1)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于流體微量傳送、集成系統(tǒng)冷卻及微量化學(xué)分析等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F04B43/02GK101255859SQ20071016051
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者張輝軍, 楊長生, 邱成軍 申請人:黑龍江大學(xué)