Ein selbstrückführender, voll konformer bistabiler Mikromechanismus

Eine neue Klasse voll konformer bistabiler Mechanismen mit dem zusätzlichen Vorteil der integrierten Selbst-Rückführung wurde entwickelt (nachfolgend als Selbst-Rückführender Vollkonformer Bistabiler Mechanismus oder SRFBM bezeichnet). Eine Technik, die tensurale Drehpunkte verwendet, um Druckbelastungen in konformen Mechanismen zu verwalten, wird eingeführt und im SRFBM umgesetzt. Die Eliminierung traditioneller kinetischer Gelenke und deren einhergehender Spalt ermöglicht eine Gesamtabhebung zwischen stabilen Positionen von 8,5 μm, und die Mechanismengröße beträgt weniger als 300 μm Quadrat bei Verwendung von 2,0 μm minimalen Linienbreiten. Die maximale Betätigungskraft beträgt etwa 500 μN. Die kleine lineare Abhebung und die angemessene Betätigungskraft des SRFBM erleichtern die Integration mit effizienten thermischen Aktuatoren. Darüber hinaus ermöglichen voll konforme Mechanismen eine größere Freiheit in der Fertigung, da nur eine mechanische Schicht erforderlich ist. Systeme mit On-Chip-Aktuation wurden entwickelt und getestet, wobei Bistabilität und On-Chip-Aktuation demonstriert wurden, die etwa 150 mW erfordert. Ein einzelner Ermüdungstest wurde abgeschlossen, bei dem der SRFBM etwa 2 Millionen Betriebszyklen ohne Ausfall überstand.