Устройства, содержащие гибкие или деформируемые элементы, например эластичные язычки или мембраны – B81B 3/00

Изобретение относится к области микроэлектроники - устройствам микросистемной техники, выполненным по технологиям микрообработки кремния, и может быть использовано при создании систем терморегуляции нагреваемой поверхности космических аппаратов, либо иных систем, обеспечивающих микроперемещения в горизонтальной плоскости плоской функциональной несущей поверхности относительно неподвижного основания с расположенными на нем термомеханическими микроактюаторами, состоящими как минимум из двух слоев термодеформируемого материала. Заявленное микросистемное устройство терморегуляции поверхности космического аппарата включает: основание из диэлектрического материала с низким коэффициентом теплопроводности с отверстием прямоугольной формы; как минимум два ряда независимых параллельных канала управления из микроактюаторов, расположенные параллельно друг другу вдоль основания (как это показано на фиг.1а, б); отражающий экран, расположенный над микроактюаторами; металлизированные дорожки с электрическими контактами на основании и/или внутри него для электрического контакта с микроактюаторами; направляющие отражающего экрана, закрепленные на основании; полиимидные прижимы, расположенные между направляющими отражающего экрана и отражающим экраном; при этом соседние микроактюаторы в ряду повернуты друг к другу под углом 180 градусов, количество микроактюаторов в каждом ряду равно, количество рядов - четное количество, а количество микроактюаторов в каждом ряду не менее 6, микроактюаторы выполнены с возможностью углового перемещения подвижных элементов на угол не менее 30 градусов; отражающий экран расположен над микроактюаторами так, что ось симметрии отражающего экрана равноудалена от каждой пары рядов микроактюаторов (как это показано на фиг.1а, б); свободная поверхность основания покрыта с обеих сторон материалом с высоким коэффициентом отражения; усилие на подвижных элементах микроактюаторов такое, что суммарно для всех микроактюаторов оно оказывается достаточным для преодоления силы трения между отражающим экраном и микроактюаторами. Техническим результатом заявленного изобретения является:

- уменьшение массогабаритных параметров за счет линейного перемещения подвижного элемента в одной плоскости;

- работоспособность системы в условиях открытого космоса, а также устойчивость к жестким температурным условиям эксплуатации;

- уменьшение потерь на трение между элементами конструкции;

- увеличение эффективности работы системы за счет активного управления и за счет полного закрытия защищаемой поверхности отражающим экраном;

- уменьшение напряжения питания до бортового;

- увеличение надежности за счет применения микроприводов, устойчивых к многократным изгибам;

- уменьшение энергопотребления за счет режима работы, подразумевающего активность системы, и, как следствие, энергопотребление, только в момент осуществления передвижения экрана, то есть в момент изменения температурного режима защищаемого объекта и/или окружающей среды;

- возможность изготовления систем терморегуляции групповыми методами по стандартным технологиям микрообработки кремния и механообработки элементов конструкции. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений давления жидких и газообразных сред. Сущность: датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента в виде мембраны с жестким центром, заделанной по контуру в опорное основание, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, герметизирующей контактной колодки и соединительных проводников. Сформированные в гетерогенной структуре радиальные тензорезисторы, установленные по двум окружностям, состоят из идентичных тензоэлементов в форме квадратов, соединенных тонкопленочными перемычками и включенных в мостовую измерительную цепь. Центры первых и вторых тензоэлементов размещены по окружностям с радиусами, определенными по соответствующим соотношениям. Между мембраной и жестким центром, а также мембраной и опорным основанием выполнены закругления с определенным радиусом. Технический результат: повышение точности и технологичности. 1 табл., 9 ил.

Изобретение может найти применение в области радиоэлектроники, машиностроения, нанотехнологии, электронной микроскопии, медицине. Изобретение направлено на уменьшение габаритов, на расширение функциональных возможностей за счёт обеспечения возможности манипулирования микро- и нанообъектами, возможности деформирования и обработки микро- и нанообъектов, возможности совместимости предлагаемой системы манипулирования микро- и нанообъектами с существующими системами наблюдения, исследования и наноманипулирования, а также на повышение быстродействия и упрощение технологии серийного производства, что обеспечивается за счет того, что устройство согласно изобретению содержит два плоских элемента, по крайней мере один из которых выполнен термочувствительным и состоящим из двух прочно соединенных между собой слоев, из которых один изготовлен из сплава с эффектом памяти формы с псевдопластической деформацией растяжения, а другой - из упругого материала. Плоские элементы соединены с одного конца, с другого конца сформирован захват для удержания объекта манипулирования. При изготовлении устройства предварительно изготовляют слой сплава с эффектом памяти формы и вносят в него псевдопластическую деформацию растяжения, а затем соединяют его с упругим слоем, причем соединение слоев производят при температуре ниже температуры мартенситного превращения в сплаве с эффектом памяти формы. Система манипулирования микрообъектами состоит из микромеханического устройства, закрепленного на конце микропроволоки нанопозиционера, рабочего поля с манипулируемым объектом и источника подогрева в виде полупроводникового лазера, излучение которого сфокусировано на рабочее поле системы манипулирования, включая конец микропроволоки с микропинцетом. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области микросистемной техники и может быть использовано при создании и изготовлении микромеханических устройств, содержащих упругие гибкие деформируемые исполнительные элементы, обеспечивающие преобразование «электрический сигнал - перемещение» и/или «изменение температуры - перемещение» для микроробототехнических систем. Изобретение направлено на расширение диапазона температур, повышение технологичности и надежности, что обеспечивается за счет того, что тепловой микромеханический актюатор включает кремниевую монокристаллическую пластину с ориентацией [100] с меза-структурой, состоящей из параллельных трапециевидных вставок, соединенных полиимидными прослойками, образованными полиимидной пленкой, нагревателя и металлизации нагревателя. При этом, согласно изобретению, полиимидная пленка выполнена из слоя полипиромеллитимида, прилегающего к параллельным трапециевидным вставкам, армированного углеродными нанотрубками с функциональными карбоксильными группами и концентрацией не более 11×10 ^-3 г/см³, и неармированного внешнего слоя полипиромеллитимида. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 ил.

Базовый элемент содержит множество проводящих зон, электрически изолированных друг от друга непрерывными окисленными зонами. Множество проводящих зон содержат подложку для формирования базового элемента. Причем в каждой непрерывной окисленной зоне сформированы сквозные отверстия таким образом, что соединенные участки между проводящими зонами полностью заполнены материалом непрерывных окисленных зон. Каждая окисленная зона сформирована окислом, который является результатом окисления части базового элемента, имеющего множество сквозных отверстий, сформированных в нем. Технический результат - повышение точности, производительности, чувствительности обнаружения и управляющей характеристики. 6 н. и 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к устройствам, основанным на нанотехнологии, таким как нанодиоды и нанопереключатели. Сущность изобретения: переключающее устройство с наноэмиттером содержит опорную структуру, служащую опорной поверхностью, первую электропроводную структуру, служащую второй поверхностью, размещенную под углом относительно опорной поверхности, по меньшей мере один наноэмиттер электронов, сформированный на второй поверхности, вторую электропроводную структуру, диэлектрик, размещенный между первой и второй электропроводными структурами, при этом первая электропроводная структура, диэлектрик и вторая электропроводная структура образуют нанопереключатель, который при активации вызывает разрыв диэлектрика так, что формируется путь электрического тока через диэлектрический материал и обеспечивается протекание электрического тока между первой и второй электропроводными структурами. Изобретение обеспечивает получение эффективных экономичных переключающих устройств с наноэмиттерами. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение предназначено для группового механического и/или электрического соединения функциональных устройств, размещенных на разных подложках, работающих при низких температурах. Сущность изобретения: в многоконтактном гибридном соединении, содержащем, по крайней мере, один гибкий элемент, в отдельно взятом жестко связанном с подложками контактном соединении, кроме гибкого элемента, выполнен контактирующий элемент, контактирующий элемент выполнен в виде соединенных сплавлением двух микростолбов из проводящего материала или одного микростолба из проводящего материала, при этом гибкий элемент выполнен обеспечивающим возможность пространственного перемещения для контактирующего элемента, и расположен между контактирующим элементом и одной из соединяемых подложек. Контактирующий элемент может быть выполнен в виде соединенных сплавлением двух микростолбов из проводящего материала или одного микростолба из проводящего материала, например из In или Ga, или сплава InSb, или ZnSn. Гибкий элемент может быть связан с подложкой через якорь, расположенный на контактной площадке. За счет выполнения многоконтактного соединения с жесткой связью, опосредованной гибкими элементами, повышается надежность соединения. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам изготовления селективных мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии водорода сквозь тонкую пленку палладия или его сплава. Способ включает конденсацию в вакууме на очищенную технологическую подложку тонкой пленки палладия или его сплава. После чего проводят отделение пленки от подложки путем полного или частичного растворения подложки в растворах флотационного типа для данной отделяемой пленки и перенос пленки из водного раствора на пористый держатель мембраны с последующим закреплением пленки. При этом конденсацию пленки ведут при температуре подложки, обеспечивающей эпитаксиальный рост пленки, а в качестве материала подложки выбирают материал, обеспечивающий формирование эпитаксиальной одноориентационной пленки. Технический результат - улучшение селективной газопроницаемости мембран. 2 з.п. ф-лы.

Микроэлектромеханические системы (MEMS) обычно включают в себя, по меньшей мере, один подвижный элемент в замкнутом корпусе, например пространственные модуляторы света. Технический результат направлен на повышение точности и повышение производительности. Устройство MEMS, содержит первую поверхность; вторую поверхность, смещенную относительно первой поверхности, чтобы сформировать корпус. По меньшей мере, один подвижный элемент внутри корпуса, имеющий подвижную поверхность, чтобы контактировать с другой поверхностью. Материал управления средой внутри корпуса, предназначенный для того, чтобы воздействовать на работу подвижного элемента. При этом упомянутый корпус заключен внутри второго корпуса. Способ монтажа в приборном корпусе реализуется по вышеуказанному устройству. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 5 ил.

Многоконтактное гибридное соединение предназначено для группового механического и/или электрического соединения функциональных устройств микроэлектроники и микромеханики, размещенных на разных подложках. В контактном соединении выполнены расположенные на соединяемых подложках встречные упругие контактирующие элементы, имеющие связанные части - якорь и оболочку. Якорь жестко прикреплен к подложке. Оболочка - часть упругого контактирующего элемента, освобожденная от связи с подложкой, выполненная в виде балки консольного типа, изгибающаяся за счет градиента внутренних механических напряжений в ней. Упругие контактирующие элементы ориентированы друг относительно друга, сопряжены и жестко соединены поверхностями оболочек друг с другом сварным соединением. В отдельно взятом контактном соединении может быть более, чем одна пара упругих контактирующих элементов. За счет встречного выполнения упругих контактирующих элементов, сопряжения и соединения поверхностей оболочек с достижением заданной площади контактирования повышается надежность соединения. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к микроструктурным устройствам, содержащим гибкие элементы, в частности подвижные относительно друг друга электроды, что позволяет использовать их как датчики механических и термодинамических величин, таких как ускорение, температура и давление. Эмиссионный датчик содержит два электрода, расположенных в вакууме напротив друг друга на расстоянии d, по крайней мере один из которых является подвижным и изготовлен в виде участка металлизации на упругой пластине, установленной на опоре. Оба упомянутых электрода выполнены плоскими, с характерными размерами L₁ и L₂, удовлетворяющими соотношению h<d<L ₁ L₂<R, где h - характерный размер шероховатости электрода, a R - радиус кривизны поверхности электрода. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности эмиссионного датчика и расширение его амплитудно-частотного диапазона при упрощении конструкции. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии создания газосепарирующих мембран, функционирующих за счет селективной диффузии тех или иных газов сквозь тонкую металлическую пленку. Способ включает нанесение на очищенную технологическую подложку тонкой пленки из металлов или сплавов, или металлических соединений на их основе, последующее отделение металлической пленки от подложки и перенос ее на пористый держатель мембраны. В качестве подложки берут пластины монокристаллического кремния приборного качества, используемые для микроэлектроники. Нанесение пленки осуществляют по крайней мере одним из методов физического или химического осаждения. Отделение металлической пленки от подложки осуществляют путем полного или частичного растворения подложки в растворах флотационного типа для данной металлической пленки. Перенос металлической пленки на пористый держатель мембраны осуществляют из водного раствора с последующим закреплением металлической пленки на держателе. Техническим результатом изобретения является создание более совершенных мембран простым и технологичным способом, позволяющим сохранить идеальную сплошность и бездефектность мембраны. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области электромеханики и представляет собой электропривод линейного перемещения, выполненный в виде микроструктурного устройства, содержащего гибкие и деформируемые элементы. Сущность изобретения: по меньшей мере два одноосно ориентированных взаимно электрически изолированных гибких непрерывных электрода, обладающих электрической проводимостью по меньшей мере в осевом направлении, через равные интервалы длины (периодически) перехвачены жестко фиксирующими их взаиморасположение микроструктурными, функциональными элементами - интерцепторами. Полная осевая длина интерцепторов на заданную величину меньше периода их размещения по оси, вдоль которой ориентированы электроды. Интерцепторы, в свою очередь, содержат, по меньшей мере, по два микроструктурных образования, выполненных из материала с повышенными, по отношению к окружающей среде, эффективными значениями диэлектрической и/или магнитной проницаемости - индуктора. Индукторы симметрично расположены по обе стороны средней части осевой длины интерцепторов, в пределах которой они скреплены с электродами, и приведены в соприкосновение с по меньшей мере половиной от общего числа электродов, вблизи мест их крепления, криволинейными цилиндрическими поверхностями, соответствующими единому заданному профилю клиновидных зазоров между индуктором и касающимися его электродами. Полученная структура в различных описанных вариантах выполнения электродов, расположения их относительно индукторов, а также схем соединения электродов между собой и с источниками электрической энергии позволяет строить электроприводы линейного перемещения в широкой шкале мощностей и размеров, начиная от микроэлектромеханических систем адаптивной оптики и заканчивая силовыми исполнительными механизмами, заменяющими гидравлические и пневматические агрегаты. Техническим результатом изобретения является получение технических средств, обладающих широкими функциональными возможностями. 9 з.п. ф-лы, 24 ил.

Система отсчета времени содержит резонатор и электронную схему для возбуждения колебаний резонатора и для создания сигнала, имеющего заданную частоту. Резонатор является интегрированным микромеханическим кольцевым резонатором, опирающимся на подложку. Резонатор выполнен с возможностью колебаний вокруг оси вращения, перпендикулярной подложке. Резонатор содержит центральную стойку, проходящую от подложки вдоль оси вращения, и свободностоящую колебательную структуру. Колебательная структура включает наружное кольцо, соосное с осью вращения, и множество пружинных элементов, расположенных симметрично вокруг центральной стойки и соединяющих наружное кольцо с центральной стойкой. Конструкция имеет высокую добротность и подходит для применения в часовом деле, где существенным является стабильность частоты и низкое потребление энергии. 2 н. и 24 з. п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.