[實用新型]可降低驅動電壓的抓舉驅動式微型馬達

無效

• 申請號: 200720150344.6
• 申請日: 2007-06-14
• 公開（公告）號: CN201075844Y
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 洪銀樹;黃義佑;李彥其
• 申請（專利權）人: 建凖電機工業股份有限公司
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H02N2/10;H01L41/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 王燕秋

技術領域

本實用新型涉及一種抓舉驅動式(Scratch?Drive?Actuator；SDA)微型馬達。

背景技術

在現代科學中，小型化技術的發展與應用極其重要，近年來全球所發展的微型風扇(Micro?Fan)是運用微機電系統的技術制作組件，微型風扇的尺寸約為2mm×2mm。微型風扇主要由利用自我組裝技術(Self-assembly)制成的微風扇扇葉以及利用微抓舉式致動器作為轉子組成的SDA微型馬達(Micro?Motor)所組成，該組件的詳細制作步驟則采用MEMSCAP，INC.(曼斯開公司)公司所開發的多使用者MEMS制程(Multi-User?MEMS?Processes；MUMPs)。

近年來國際上已有許多學術論文發表如何運用面型微加工技術(SurfaceMicromechaning?Technology)進行有關于SDA組件應用相關領域的研發，其中以SDA為驅動轉子的微型馬達最具代表性及商品化可能性?，F有的SDA微型馬達物理特性與電性測量有以下四種：

1、Terunobu?Akiyama(秋山輝信)等人成功開發出SDA組件并量得SDA致動組件的位移與驅動電壓及輸入頻率的關系、輸入電壓峰值與每一步行進距離的關系以及SDA平板長度與每一步行進距離之間的關系。

2、設計SDA連接在一撓性曲桿件上，用撓曲桿件的撓曲(Buckling)測量SDA輸出力，得出輸入電壓峰值與輸出力的關系；如Langlet(蘭伯特)使用SDA作為X/Y精密定位平臺的驅動器，并將此平臺應用于光纖耦合的定位，而且由實驗結果得到不同的SDA平板幾何形狀對SDA良好率的影響。多個倒反的SDA經由特殊結合(Bonding)技術固定在玻璃基材上形成多組SDA，組成SDA輸送帶。

3、Linderman(黎德曼)等人將188個SDA組成多個組并利用結合(Boading)技術連接要致動的對象，然后再以微鏈子導入電壓。

4、Bright(布萊特)將SDA以圓形排列，組成直徑為520μm的旋轉馬達，并且將硅材料扇葉葉片立起以接合物固定于馬達上，應用于推動微流體。而SDA組件結構材料是以多晶硅材料做成軸襯、導電層與懸臂梁結構，Bright所設計的最佳尺寸為SDA平板長78μm、寬65μm，軸襯與懸臂梁結構的高度均為1.5μm，而且懸臂梁長為30μm、寬為4μm。

但是所有文獻最薄弱的一環就是SDA微型馬達的高驅動電壓(30～150Vo-p)限制其商品化應用。

另一個傳統SDA微型馬達的缺點在于生命期太短，如圖1所示，傳統的SDA平板4與SDA支撐懸臂梁5的連接處因為彎曲剛性不足，很容易因為扭轉導致斷裂。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種可降低驅動電壓的抓舉驅動式微型馬達，其可大幅降低驅動電壓并可有效提升轉動壽命，延長SDA微型馬達的生命期。

為達到上述目的，本實用新型所提供的一種可降低驅動電壓的抓舉驅動式微型馬達，包含有：一硅基板；一上蓋；一內環；一肋骨結構；至少一個以上的SDA平板；至少一個以上的SDA支撐懸臂梁；一外環軌道；一下電極；其特征在于：所述硅基板為一超低阻值硅基板，其阻值為0.004Ω-cm以下；所述超低阻值硅基板上沉積有第一層多晶硅材料，所述上蓋為呈固定于所述第一層多晶硅材料的不可動構件，所述第一層多晶硅材料上又沉積有第二、三層多晶硅材料，所述內環與肋骨結構則分別由所述第三層多晶硅材料與第二層多晶硅材料形成，且所述內環連接所述肋骨結構，所述SDA支撐懸臂梁連接于所述內環與所述外環軌道之間，所述SDA平板則與所述SDA支撐懸臂梁連接。

上述本實用新型的技術方案中，所述SDA支撐懸臂梁與所述內環、外環軌道的連接處設有導角。

上述本實用新型的技術方案中，所述下電極采用0.004Ω-cm以下的超低阻值硅基板作為SDA微型馬達的下電極材料以降低驅動電壓。