專利名稱：一種采用sma的元件級mems器件主動隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微機電系統(tǒng)MEMS的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種采用SMA (Shape MemoryAlloy,形狀記憶合金)的元件級MEMS器件主動隔振器，其利用SMA材料變彈性模量特性，基于MEMS加工工藝的元件級MEMS主動隔振器。
背景技術(shù)：
微機電系統(tǒng)MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)是集微機械與微電子功能于一體的微型機電器件或系統(tǒng)，基于MEMS技術(shù)的器件(如MEMS傳感器、驅(qū)動器)由于其體積小、重量輕、靈敏度高而廣泛應(yīng)用，尤其是在汽車和電子行業(yè)。很多MEMS器件往往需要在惡劣的振動環(huán)境下工作，如普通汽車使用的MEMS傳感器將長期承受0-400HZ的隨機振動載荷，而航天器上使用的MEMS器件在發(fā)射過程中將承受20-2000HZ的隨機振動載荷。惡劣的振動環(huán)境嚴重影響了 MEMS器件的性能，甚至造成MEMS器件的損壞。

振動環(huán)境對于MEMS器件的影響根據(jù)其嚴重程度可分為三類:1)輸出精度下降。這類影響一般是針對MEMS傳感器而言的，在環(huán)境振動噪聲不太大時，外界的振動會激發(fā)MEMS傳感器內(nèi)部敏感結(jié)構(gòu)的振動，從而導(dǎo)致輸出精度下降。例如，薄膜壓電壓力傳感器在IOg的振動條件下，其輸出精度會下降10-12%。2)輸出錯誤。在較大振動噪聲環(huán)境中，MEMS傳感器由于振動影響，會在沒有測量信號輸入的情況下產(chǎn)生輸出，造成錯誤的輸出。比如在IOOg振動載荷作用下，MEMS陀螺儀在沒有轉(zhuǎn)動運動的情況下，會給出3.5° /s輸出結(jié)果。3)MEMS器件結(jié)構(gòu)損壞。在大振動載荷作用下，或者振動頻率和MEMS器件的共振頻率相同時，會發(fā)生MEMS器件的結(jié)構(gòu)性損壞。由此可見，輕微的振動環(huán)境會對MEMS器件的輸出結(jié)果造成影響，而惡劣的振動環(huán)境則會造成永久性的結(jié)構(gòu)損壞。因此，需要對MEMS器件進行隔振，保證MEMS器件能在惡劣的振動工作環(huán)境下正常工作。針對MEMS器件在惡劣振動環(huán)境下應(yīng)用面臨的問題，目前國內(nèi)外主要采用元件級(Component Lever)隔振器對MEMS器件進行隔振,它采用MEMS加工技術(shù)制造出微彈簧一質(zhì)量一阻尼系統(tǒng)，直接對單個MEMS器件進行隔振，這種隔振器可以和MEMS器件一起封裝，兩者作為一個元件安裝到IC電路上，使用非常方便。近年來，國內(nèi)外報道了多個元件級MEMS隔振器，從其工作原理可分為被動和主動隔振器兩種。在被動隔振器方面，美國的Reid等人首先采用MEMS技術(shù)在硅片上加工出MEMS 隔振器，如圖1 所不(參見 J.R.Reid, V.M.Bright, J.A.Kosinski, "A micromachinedvibration isolation system for reducing the vibration sensitivity ofsurface transverse wave resonators, "Ultrasonics，F(xiàn)erroelectrics and FrequencyControl, IEEE Transactions on, vol.45，pp.528-534，1998.)，該隔振器由四個微彈性支承2將微隔振平臺3和連接框架4連接起來，需要進行隔振的MEMS器件I則連接在隔振平臺上。該平臺的四個微彈性支承起到了彈性連接的作用，使得整個系統(tǒng)的共振頻率大大降低，當(dāng)環(huán)境的振動頻率高于系統(tǒng)共振頻率時，環(huán)境通過隔振器傳遞到MEMS器件I上的振動便會大大減弱，從而起到隔振的作用。在主動隔振器方面，Kim等于2009年在被動隔振器的基礎(chǔ)上，通過靜電驅(qū)動器主動調(diào)節(jié)隔振器的剛度和阻尼，設(shè)計了 MEMS主動隔振器，如圖2所不(參見 S.J.Kim, C.Chen, G.Flowers, R.Dean, "Active vibration control and isolationfor micro-machined devices, ^in ASME Conference on Smart Materials, AdaptiveStructures and Intelligent Systems, SMASIS2008, 0ctober28, 2008-0ctober30, 2008, Ellicott City, MD, United states, 2008, pp.657-664.),該主動隔振器由微彈性支承將微隔振平臺3和連接框架4連接起來，被隔振的MEMS器件I則安裝在微隔振平臺3上，靜電驅(qū)動器6可以對微隔振平臺3施加吸力或斥力，調(diào)節(jié)隔振器的剛度和阻尼，位移傳感器5用于監(jiān)測微隔振平臺3的振動幅度，和靜電驅(qū)動器6通過外部控制電路形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)對隔振器剛度和阻尼的主動調(diào)節(jié)。綜合上述內(nèi)容，對于現(xiàn)有的被動MEMS元件級隔振器來說，雖然結(jié)構(gòu)相對簡單，它們能在一定頻率范圍內(nèi)對MEMS器件起到隔振的作用，但也具有以下缺點:I)隔振器的阻尼非常小，導(dǎo)致在系統(tǒng)共振點時振幅非常大；2)隔振器的共振頻率是一定的，不可根據(jù)不同的振動環(huán)境進行主動調(diào)節(jié)，這使得在寬頻振動載荷作用下，系統(tǒng)會不可避免的發(fā)生共振。對于現(xiàn)有的主動MEMS元件級隔振器來說，由于其通過靜電驅(qū)動器對隔振器阻尼和剛度進行調(diào)節(jié)，因此能主動改變系統(tǒng)的阻尼和剛度，保證在較寬頻率范圍內(nèi)對MEMS器件起到隔振作用，但也具有以下缺點:I)靜電驅(qū)動器及本身剛度并不發(fā)生變化，是通過其產(chǎn)生驅(qū)動力約束隔振器的彈性結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)系統(tǒng)剛度的變化，這種方法使得系統(tǒng)剛度的變化范圍過小，對系統(tǒng)共振頻率的調(diào)節(jié)很有限；2)靜電驅(qū)動器及壓電陶瓷本身并沒有類似橡膠的阻尼特性，使得隔振器的阻尼非常小。3)對于靜電驅(qū)動器的控制需要復(fù)雜的控制電路，增加了隔振器的功耗，同時增大了整個隔振器的體積和重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決現(xiàn)有MEMS元件級隔振器技術(shù)中存在的元件級MEMS被動隔振器，阻尼小、共振頻率不可調(diào)節(jié)的問題，以及現(xiàn)有MEMS元件級主動隔振器，具有阻尼小、主動調(diào)節(jié)范圍窄、控制系統(tǒng)復(fù)雜的問題，提供了一種具有大阻尼、寬剛度變化范圍、結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)簡單的元件級MEMS主動隔振器。本發(fā)明的技術(shù)解決方案特征包括:一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，所述的主動隔振器由多個SMA微彈性支承、帶有插孔的微隔振平臺、連接框架和與之相連的多個引腳組成，其中SMA微彈性支承兩端分別 和微隔振平臺及連接框架相連接，需要隔振的MEMS器件通過其引腳和微隔振平臺上的插孔相連接，其引腳信號通過4個柔性引線傳導(dǎo)到連接框架的多個引腳上，并通過引腳和外部電路相連接；每一個SMA微彈性支承兩端和連接框架及微隔振平臺連接處均是絕緣的，將SMA微彈性支承分為四組，每組通過導(dǎo)線串聯(lián)，該導(dǎo)線可通過印刷電路實現(xiàn)，四組SMA微彈性支承串聯(lián)完畢后會引出四組加熱引線接口，四組加熱引線接口和多個引腳相連接，并通過多個引腳和外部電路相連接。
也可將SMA微彈性支承分為8組，這樣做的好處是能增加系統(tǒng)剛度的可調(diào)節(jié)“檔位”，增加對系統(tǒng)共振頻率的調(diào)節(jié)能力。如8組SMA微彈性支承全通電加熱時其剛度最大，設(shè)為K1，若其中對稱的6組加熱時剛度為K2，同理，對其中對稱的4組、2組進行通電加熱時，其剛度依次減小，分別為K3、K4，不通電加熱時，剛度為K5，四個剛度的關(guān)系為K1>K2>K3>K4>K5。將SMA微彈性支承分為4組，4組SMA微彈性支承全通電加熱時其剛度最大，設(shè)為Κ1，對其中對稱的2組進行通電加熱時，其剛度為Κ3，不通電加熱時，剛度為Κ5，則其剛度調(diào)節(jié)“檔位”為Κ1、Κ3、Κ5三種。同理，可根據(jù)實際需要設(shè)置更多分組，實現(xiàn)更多的剛度調(diào)節(jié)“檔位”。所述的SMA微彈性支承采用直接將SMA材料通過傳統(tǒng)軋制工藝或者MEMS領(lǐng)域里面常用的濺射工藝制作SMA箔。SMA箔厚度通常在0.1mm 0.3mm之間。所述的SMA微彈性支承采用將多根SMA納米線內(nèi)嵌入絕緣彈性材料之中，通過對SMA納米線加熱來改變整個SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)的剛度。SMA納米線直徑在0.1mm以下。絕緣彈性材料為樹脂材料或橡膠材料。本發(fā)明的原理在于:本發(fā)明一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器具有可供MEMS器件安裝的微平臺和將隔振器與外界結(jié)構(gòu)相連接的安裝框架，微平臺和安裝框架由PCB板制成，具有良好的絕緣性能，MEMS器 件的引線可通過安裝框架上的引腳和外部電路進行連接，采用SMA材料通過傳統(tǒng)軋制方法或MEMS領(lǐng)域常用的濺射方法，制作多個可變剛度的SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)，如SMA片彈簧，并將多個彈性支承結(jié)構(gòu)一端與微平臺連接，另一端與安裝框架連接，同時，每個彈性支承結(jié)構(gòu)兩端有加熱引線(可通過印刷電路實現(xiàn))，并且都通過安裝框架和外部電路相連接。在正常工作條件下，整個隔振系統(tǒng)具有剛度K1，此時系統(tǒng)對應(yīng)的共振頻率為ω ，當(dāng)外界的振動激勵接近該隔振系統(tǒng)的共振頻率時，系統(tǒng)因為共振，將會發(fā)生非常劇烈的振動，此時通過控制電路對SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)進行通電，由于SMA材料自身電阻比較大，在焦耳熱作用下，SMA材料將發(fā)生相變，由馬氏體相變?yōu)閵W氏體相，其材料的彈性模量將變化3倍左右，由于彈性支承結(jié)構(gòu)本身彈性模量的變化，直接導(dǎo)致了隔振系統(tǒng)的剛度發(fā)生變化，變成了 Κ2，此時系統(tǒng)對應(yīng)的共振頻率也變?yōu)棣?，而ω 2和此時外界的激勵頻率相差較大，系統(tǒng)不會發(fā)生共振。通過該方法，可以保證隔振平臺在MEMS器件工作的整個寬頻帶振動范圍內(nèi)均不發(fā)生共振，有效地保護了 MEMS器件。另外，由于SMA材料本身是耗能材料，其阻尼比非常大(SMA材料阻尼比可達0.3 0.85，而鋼制彈簧阻尼比僅有0.06)，能有效地消耗振動能量，進一步保護MEMS器件不受振動損壞。此外，本發(fā)明的控制系統(tǒng)非常簡單，僅需要對SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)進行開關(guān)控制即可，在需要變剛度時開，變完剛度后關(guān)，有效的降低了整個隔振系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了可靠性。對本發(fā)明的應(yīng)用而言，SMA材料的“變剛度特性”是指:材料在某一較低溫度下呈現(xiàn)馬氏體狀態(tài)，此時其彈性模量相對較小，當(dāng)對其通電加熱后，材料溫度升高，誘發(fā)其內(nèi)部發(fā)生相變，由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，此時材料彈性模量較之前有成倍的變化，以TiNi形狀記憶合金為例，加熱前后其彈性模量能變化近三倍。SMA材料的“大阻尼比特性”是指處于超彈性狀態(tài)的SMA材料在受到加載、卸載操作后，其應(yīng)力一應(yīng)變曲線會形成較為飽滿的滯回圈，消耗加載能量。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有剛度變化范圍寬、共振頻率調(diào)節(jié)能力強、阻尼大、控制電路簡單等優(yōu)點，具體表現(xiàn)在經(jīng)下幾個方面:(I)本發(fā)明采用了傳統(tǒng)軋制工藝或濺射工藝制作的SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在正常情況及通電加熱條件下剛度變化可達3倍左右，極大地拓寬了基于該SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)的元件級MEMS主動隔振器的系統(tǒng)剛度變化范圍和系統(tǒng)的共振頻率調(diào)節(jié)范圍。(2)本發(fā)明采用SMA材料制作微彈性支承結(jié)構(gòu)，由于SMA材料是非常優(yōu)秀的吸能材料，其本身的材料阻尼非常大(阻尼比可達0.3 0.85)，使得基于該微彈性支承結(jié)構(gòu)的元件級MEMS主動隔振器具有很大的阻尼比，能有效的吸收振動能量，極大地減小了傳遞到被保護的MEMS器件上振動能量，有效地保護MEMS器件。(3)本發(fā)明是通過對多個SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)通電加熱來實現(xiàn)隔振器系統(tǒng)剛度主動控制的，而對于SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)的通電不需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)，采用非常簡單的開關(guān)控制即可完成，這極大地簡化了控制系統(tǒng)，降低了整個隔振器的尺寸和重量，同時提高了
可靠性。(4)本發(fā)明可采用多組SMA微彈性支承，增加了系統(tǒng)剛度的可調(diào)節(jié)“檔位”，實現(xiàn)了更寬范圍的頻率調(diào)節(jié)功能。


圖1為MEMS被動隔振器示意圖；圖2為靜電驅(qū)動主 動控制MEMS隔振器示意圖；圖3為本發(fā)明采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器原理圖；圖4為本發(fā)明SMA微彈性支承引線連接示意圖；圖5為本發(fā)明SMA微彈性支承的內(nèi)嵌SMA納米線實施方案原理圖；圖6為本發(fā)明SMA微彈性支承另一種引線連接示意圖。附圖標號說明:1:MEMS器件；2:微彈性支承；3:微隔振平臺；4:連接框架；5:位移傳感器；6:靜電驅(qū)動器；7:引腳；8:插孔；9:柔性引線；12:SMA微彈性支承；13:帶插孔的微隔振平臺；14:加熱引線I ;15:加熱引線2 ;16:加熱引線3 ；17:加熱引線4 ;18:SMA納米線；19:絕緣彈性材料。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步說明。以下結(jié)合附圖3、4、5說明本發(fā)明的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，所述的采用SMA的MEMS器件主動隔振器由多個SMA微彈性支承12、帶有插孔8的微隔振平臺13、連接框架4和與之相連的多個引腳7組成，其中SMA微彈性支承12兩端分別和微隔振平臺13和連接框架4相連接，需要隔振的MEMS器件通過其引腳和微隔振平臺13上的插孔8相連接，其引腳信號通過4個柔性引線9傳導(dǎo)到連接框架4的多個引腳7上，并通過引腳7和外部電路相連接。如圖4所示，所述的每一個SMA微彈性支承12兩端和連接框架4及微隔振平臺13連接處均是絕緣的，可將SMA微彈性支承12分為四組，每組通過導(dǎo)線串聯(lián)，該導(dǎo)線可通過印刷電路實現(xiàn)，四組串聯(lián)完畢后會引出14、15、16、17四組加熱引線接口，四組加熱引線接口和多個引腳7相連接，并通過多個引腳7和外部電路相連接。如圖6所示，也可將SMA微彈性支承分為8組，這樣做的好處是能增加系統(tǒng)剛度的可調(diào)節(jié)“檔位”，增加系統(tǒng)對共振頻率的調(diào)節(jié)能力。如8組SMA微彈性支承全通電加熱時其剛度最大，設(shè)為K1，若其中對稱的6組加熱時剛度為K2，同理，對其中對稱的4組、2組進行通電加熱時，其剛度依次減小，分別為K3、K4，不通電加熱時，剛度為K5，五個剛度的關(guān)系為K1>K2>K3>K4>K5。假設(shè)若只將SMA微彈性支承分為4組，則其剛度調(diào)節(jié)范圍為Κ1、Κ3、Κ5三種。同理，可根據(jù)實際需要設(shè)置更多分組，實現(xiàn)更多的剛度調(diào)節(jié)“檔位”。如圖4所示，對于四組SMA微彈性支承12的加熱，可通過對相應(yīng)的加熱引線接口通電來實現(xiàn)，由于SMA微彈性支承12非常薄，通常在0.3mm以下，而其電阻率非常大，因此在電流通過其內(nèi)部時會產(chǎn)生強烈焦耳效應(yīng)，保證在數(shù)毫秒以內(nèi)完成對SMA微彈性支承12的加熱，使其溫度達到SMA材料相變溫度以上，完成相變，實現(xiàn)剛度的快速變換。所述的SMA微彈性支承12通常具有兩種具體實施方式
，第一種為直接將SMA材料通過傳統(tǒng)軋制工藝或者MEMS領(lǐng)域里面常用的濺射工藝制作SMA箔(厚度通常在0.1mm
0.3mm之間);第二種如圖5 所示，將多根SMA納米線18 (直徑通常在0.1mm以下)內(nèi)嵌入絕緣彈性材料19之中，如樹脂材料、橡膠材料等，通過對SMA納米線加熱來改變整個SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)12的剛度。所述的SMA微彈性支承12的兩種具體實施方式
中，均采用了 SMA材料，這保證了在振動過程中，SMA微彈性支承發(fā)生形變時，SMA的大材料阻尼特性能有效吸收、消耗振動能量，減少傳遞到微隔振平臺13上的MEMS器件上的振動能量，保護MEMS器件。本發(fā)明的工作過程如下:如圖3、4所示，在正常工作狀態(tài)下，需要隔振的MEMS器件通過其上引腳和微隔振平臺13上對應(yīng)的插孔8連接，同時插孔8通過四個柔性引線9和連接框架4上的多個引腳7連接，實現(xiàn)被隔振傳感器上信號與外部電路之間的順暢傳遞。當(dāng)外部的振動激勵接近整個系統(tǒng)的共振頻率時，通過控制電路對四個加熱引線接口 14、15、16、17通電，在焦耳熱作用下，SMA微彈性支承12迅速發(fā)生相變，導(dǎo)致其自身剛度變化三倍以上，引起隔振器系統(tǒng)剛度的顯著變化，迅速改變隔振器系統(tǒng)的共振頻率，使其遠離外界激勵頻率，有效抑制了共振的發(fā)生，保護MEMS器件。當(dāng)外界激勵頻率逐漸遠離原系統(tǒng)振動頻率后，停止對四組SMA微彈性支承12通電，隨著溫度降低，其內(nèi)部發(fā)生逆相變，剛度重新變回加熱之前的狀態(tài)，為下一次主動變剛度動作做好準備。在外界激勵遠沒達到系統(tǒng)的共振頻率時，由于振動激勵的存在，SMA微彈性支承12會在振動載荷作用下發(fā)生形變，此時由于SMA材料的大阻尼特性，使得SMA微彈性支承12能極大地吸收振動能量，減少傳遞到微隔振平臺13上的MEMS器件上的振動能量，不僅保護了 MEMS器件不因振動載荷而損壞，而且保證了 MEMS器件的輸出精度不受影響。上述具體實施例的結(jié)構(gòu)明顯具有如下優(yōu)點:(I)在微尺度下(MEMS技術(shù)要求的尺度)利用SMA材料的變剛度特性設(shè)計元件級MEMS主動隔振器。(2)在微尺度下(MEMS技術(shù)要求的尺度)利用SMA材料的大阻尼特性提高元件級MEMS主動隔振器的阻尼性能。(3)MEMS元件級主動隔振器形成了單獨的標準元件，其上有可供MEMS器件安裝的插孔，其下有與外部電路連接的引腳，可作為標準元件直接用于電路之中。(4)微尺度(MEMS技術(shù)要求的尺度)下的SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)的一種實施方式是通過傳統(tǒng)的軋制工藝或MEMS濺射工藝制作的SMA箔(厚度通常在0.1mm 0.3mm之間)。(5)微尺度(MEMS技術(shù)要求的尺度)下的SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)的另一種實施方式為采用SMA納米線(直徑通常在0.1mm以下)與絕緣彈性材料相嵌而成。(6)可以采用最簡單的開關(guān)控制電路直接對MEMS隔振器進行控制，減小控制電路復(fù)雜程度。(7)可采用多組SMA微彈性支承，增加了系統(tǒng)剛度的可調(diào)節(jié)“檔位”，實現(xiàn)了更寬范圍的頻率調(diào)節(jié)功能。本發(fā)明未詳細闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式
進行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式
的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切 利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
權(quán)利要求
1.一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，所述的主動隔振器由多個SMA微彈性支承(12)、帶有插孔(8)的微隔振平臺(13)、連接框架(4)和與之相連的多個引腳(7)組成，其中SMA微彈性支承(12)兩端分別和微隔振平臺(13)以及連接框架(4)相連接，需要隔振的MEMS器件通過其引腳和微隔振平臺(13)上的插孔(8)相連接，其引腳信號通過4個柔性引線(9)傳導(dǎo)到連接框架(4)的多個引腳(7)上，并通過引腳(7)和外部電路相連接；每一個SMA微彈性支承(12)兩端和連接框架(4)及微隔振平臺(13)連接處均是絕緣的，將SMA微彈性支承(12)分為四組，每組通過導(dǎo)線串聯(lián)，該導(dǎo)線可通過印刷電路實現(xiàn)，四組SMA微彈性支承(12)串聯(lián)完畢后會引出四組(14、15、16、17)加熱引線接口，四組加熱引線接口和多個引腳(7)相連接，并通過多個引腳(7)和外部電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，或?qū)MA微彈性支承分為8組，這樣做的好處是能增加系統(tǒng)剛度的可調(diào)節(jié)“檔位”，增加對系統(tǒng)共振頻率的調(diào)節(jié)能力，8組SMA微彈性支承全通電加熱時其剛度最大，設(shè)為K1，若其中對稱的6組加熱時剛度為K2，同理，對其中對稱的4組、2組進行通電加熱時，其剛度依次減小，分別為K3、K4，不通電加熱時，剛度為K5，五個剛度的關(guān)系為K1>K2>K3>K4>K5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，將SMA微彈性支承分為4組，4組SMA微彈性支承全通電加熱時其剛度最大，設(shè)為Κ1，對其中對稱的2組進行通電加熱時，其剛度為Κ3，不通電加熱時，剛度為Κ5，則其剛度調(diào)節(jié)“檔位”為Κ1、Κ3、Κ5三種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，根據(jù)實際需要設(shè)置更多分組，實現(xiàn)更多的剛度調(diào)節(jié)“檔位”。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，所述的SMA微彈性支承(12)采用直接將SMA材料通過傳統(tǒng)軋制工藝或者MEMS領(lǐng)域里面常用的濺射工藝制作SMA箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，SMA箔厚度通常在0.1mm 0.3mm之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，所述的SMA微彈性支承(12)采用將多根SMA納米線(18)內(nèi)嵌入絕緣彈性材料(19)之中，通過對SMA納米線加熱來改變整個SMA微彈性支承結(jié)構(gòu)(12)的剛度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，SMA納米線(18)直徑在0.1mm以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，絕緣彈性材料(19)為樹脂材料或橡膠材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，其特征在于，采用最簡單的開關(guān)控制電路直接對MEMS隔振器進行控制，減小控制電路復(fù)雜程度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用SMA的元件級MEMS器件主動隔振器，所述的主動隔振器由多個SMA微彈性支承(12)、帶有插孔(8)的微隔振平臺(13)、連接框架(4)和與之相連的多個引腳(7)組成，其中SMA微彈性支承(12)兩端分別和微隔振平臺(13)以及連接框架(4)相連接，需要隔振的MEMS器件通過其引腳和微隔振平臺(13)上的插孔(8)相連接，其引腳信號通過4個柔性引線(9)傳導(dǎo)到連接框架(4)的多個引腳(7)上，并通過引腳(7)和外部電路相連接。本發(fā)明提供了一種具有大阻尼、寬剛度調(diào)節(jié)范圍、結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)簡單的元件級MEMS器件主動隔振器。
文檔編號F16F9/30GK103244599SQ201310132148
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者張小勇, 閆曉軍 申請人:北京航空航天大學(xué)