[发明专利]高精度反对称式双晶片结构的形状记忆合金及制备方法

说明书

本发明涉及一种高精度反对称式双晶片结构的形状记忆合金及制备方法，结合使用电子束蒸镀(E‑beam Evaporation)与光刻胶剥离(Lift‑off Resist)的方法制造形状记忆合金薄膜结构，而不是采用传统的离子溅射方法沉积形状记忆合金薄膜后通过湿法腐蚀获得结构，因此通过本发明提出的制备方法获得的结构特征尺寸精度仅取决于光刻胶的精度，由于本发明所采用的曝光光刻胶的UV光的波长为500纳米左右，因此整体结构尺寸精度达0.5微米，是当前制造方法精度(50微米)的100倍。

技术领域

本发明属于微电子机械系统(MEMS)加工领域与形状记忆合金智能材料领域，涉及一种高精度反对称式双晶片结构的形状记忆合金及制备方法。

背景技术

最近几十年来，微致动器由于能够在有限的微环境中精确协调，且精细处理各种微型目标，现已广泛应用于各种领域，如航空航天，文献：Kudva,Jayanth N.“Overview ofthe DARPA Smart Wing Project.”Journal of Intelligent Material Systems andStructures Vol.15No.4(2004):pp.261–267.，生物医学，文献：Lorenza,Petrini andFrancesco,Migliavacca.“Biomedical Applications of Shape Memory Alloys.”Journal of Metallurgy Vol.1(2011):pp.1–15.和机器人等领域，文献：Sung-Hyuk,Songand Jang-Yeob,Lee.“35Hz SMA actuator with bending-twisting mode.”ScientificReports Vol.6(2016):pp.1-13.。尤其是近期，借助于微电子机械系统(MEMS)技术的快速发展，现已实现使用MEMS技术来研究各种微致动器的设计与控制。其中，根据不同的致动原理，微致动器的材料种类可分为静电材料，文献：De,Jong B.R.and Brouwer,Dennis M.etal.“Design and fabrication of a planar three-DOFs MEMS-based manipulator.”Microelectromech System Vol.19No.5(2010):pp.1116–1130.，压电陶瓷材料，文献：Liang,Qiaokang and Zhang,Dan.“Six-DOF micromanipulator based on compliantparallel mechanism with integrated force sensor,”Robotics and Computer-Integrated Manufacturing Vol.27No.1(2011):pp.124–134.，电磁感应材料，文献：Lin,Shusen and Chang Siqin.“Gearshift control system development for direct-driveautomated manual transmission based on a novel electromagnetic actuator.”Mechatronics Vol.24No.8(2014):pp.1214–1222.，热制动材料以及形状记忆合金材料。与其他类型材料相比，形状记忆合金具有的高能量密度，强驱动力，大致动距离，低成本以及优越的生物相容性，文献：Barbarino,Silverstro and Flores,Saavedra.“A review onshape memory alloys with applications to morphing aircraft.”Smart Materialsand Structures Vol.23No.6(2014):pp.63-71.，使其在各种应用领域，尤其是新型生物医疗领域，文献：A.Nisar,Afzulpurkar,Nitin,Mahaisavariya,Banchong,and TuantranontAdisorn.“MEMS-based micropumps in drug delivery and biomedical applications.”Sensors and Actuators Vol.130No.2(2008):pp.917–942.和Erismis,Mehmet A.andNeves,Herc P.“A water-tight packaging of MEMS electrostatic actuators forbiomedical applications.”Microsystem Technologies Vol.16No.12(2010):pp.2109–2113.，例如血管造影，血栓抓取，药物靶向输送以及肠梗阻治疗等，成为优先选用的智能材料。