形状记忆合金致动器的连续布线制造技术

本技术的实施例提供了用于制造大量形状记忆合金(SMA)致动器组件的方法，这也可以有利地简化和/或加速制造SMA致动器组件的过程。

Continuous wiring of shape memory alloy actuator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状记忆合金致动器的连续布线本申请总体上涉及用于制造形状记忆合金(SMA)致动器的技术，并且尤其涉及用于制造大量SMA致动器的技术。在本技术的第一种方法中，提供了一种制造形状记忆合金(SMA)子组件的方法，包括：提供材料片材，该材料片材包括多个静止线附接结构和多个可移动线附接结构；使用连续布线机构将至少一根SMA致动器线铺设在静止线附接结构和可移动线附接结构上；将至少一根SMA致动器线附接到静止线附接结构和可移动线附接结构；以及从材料片材分离多个SMA子组件，每一个SMA子组件包括与至少一个静止线附接结构和至少一个可移动线附接结构一体形成的牺牲主体部分。在本技术的第二种方法中，提供了一种用于制造形状记忆合金(SMA)致动装置的方法，包括：提供支撑结构；提供可移动部件，所述可移动部件以允许可移动部件相对于支撑结构移动的方式支撑在支撑结构上；在支撑结构和可移动部件上提供使用本文描述的任何(连续布线)方法制造的SMA子组件；将SMA子组件的静止线附接结构和可移动线附接结构分别附接到支撑结构和可移动部件；以及从SMA子组件的牺牲主体部分分离静止线附接结构和可移动线附接结构。在本技术的第三种方法中，提供了一种形状记忆合金(SMA)子组件的阵列，包括：以一维或二维阵列连接的多个牺牲主体部分，各个牺牲主体部分与至少一个静止线附接结构和至少一个可移动线附接结构一体形成；以及附接到静止线附接结构和可移动线附接结构的至少一根SMA致动器线，其中该至少一根SMA致动器线利用连续布线过程设置在静止线附接结构和可移动线附接结构上。在本技术的第四种方法中，提供了一种用于制造形状记忆合金(SMA)致动装置的方法，包括：提供多个支撑结构；在多个支撑结构中的每一个上提供可移动部件，各个可移动部件以允许可移动部件相对于支撑结构移动的方式支撑在支撑结构上；在多个支撑结构和可移动部件上提供如本文所述的SMA子组件的阵列；将各个SMA子组件的静止线附接结构和可移动线附接结构分别附接到支撑结构和可移动部件；切割在相邻的SMA子组件之间的至少一根SMA致动器线；以及从各个SMA子组件的牺牲主体部分分离静止线附接结构和可移动线附接结构。在本技术的第五种方法中，提供了一种使用本文所述的连续布线和组装方法中的任一种制造的形状记忆合金(SMA)致动装置。在本技术的第六种方法中，提供了一种形状记忆合金(SMA)致动装置，包括：静止部件，其包括四个静止线附接结构；可移动部件，其可相对于静止部件移动，并且包括两个可移动线附接结构；以及至少两根形状记忆合金(SMA)致动器线，其连接在可移动部件和静止部件之间，并且布置成在收缩时移动可移动部件。在本技术的第七种方法中，提供了一种包括本文所述类型的SMA致动装置的装置。该装置可以是以下任意一种：智能手机、照相机、可折叠智能手机、可折叠图像捕捉装置、可折叠智能手机照相机、可折叠消费电子装置、图像捕捉装置、3D感测装置或系统、消费电子装置、移动计算装置、移动电子装置、笔记本电脑、平板计算装置、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书装置)、计算附件或计算外围装置(例如鼠标、键盘、头戴式耳机、耳机、耳塞式耳机等)、安保系统、医疗装置(例如内窥镜)、游戏系统、游戏附件(例如控制器、耳麦、可佩戴控制器等)、增强现实系统、增强现实装置、虚拟现实系统、虚拟现实装置、触觉装置、医疗装置、可佩戴装置、无人机(空中、水上、水下等)、自动交通工具以及交通工具(例如飞机、宇宙飞船、潜水器、汽车等)。应当理解，这是示例装置的非穷举列表。本文描述的SMA致动装置可用在适合于例如图像捕捉、3D感测、深度测绘、航空测量、陆地测量、在太空中的测量或来自太空的测量、水文测量、水下测量、场景检测、碰撞警告、安保、医学成像、面部识别、增强和/或虚拟现实、交通工具中的高级驾驶员辅助系统、触觉、医疗和手术程序、自动交通工具、游戏、手势控制/识别以及机器人装置的装置/系统中。优选特征在所附的从属权利要求中阐述。现在将参考附图仅通过示例的方式描述本技术的实施方式，在附图中：图1A示出了照相机装置的示意性截面图；图1B示出了沿着图1A的照相机装置的光轴的SMA致动器线的布置的俯视图；图1C示出了图1A的照相机装置中的SMA致动器线的布置的透视图；图2A示出了制造SMA致动器的SMA子组件的连续布线过程的示意图；图2B示出了通过图2A的连续布线过程生产的SMA子组件的俯视图；图3A示出了SMA子组件的可移动线附接结构的特写；图3B示出了用于在图2A的连续布线过程中引导SMA致动器线的耳片(tabs)的特写；图4示出了在图2A的连续布线过程中使用的线分配头的示意图；以及图5示出了在连续布线过程中执行的示例步骤的流程图。概括地说，本技术的实施例提供了用于制造大量形状记忆合金(SMA)致动器组件的方法，这也可以有利地简化和/或加速制造SMA致动器组件的过程。在国际专利公布WO2013/175197和WO2014/083318中描述了一种形状记忆合金(SMA)致动器组件，其用于致动可移动元件在垂直于主轴线的两个维度中的移动。这种致动器可用于微型照相机中的光学图像稳定性(OIS)。这些致动器包括连接在可移动元件和固定支撑件之间的四根SMA线。每根线在其端部中的一个端部处以压接部(移动压接部)连接到可移动元件，而在其另一端部处连接到支撑结构(静止压接部)。现在参照图1A至图1C更详细地描述WO2013/175197中的致动器。图1A示出了照相机装置1的示意性截面图，该照相机装置是SMA致动装置的示例，并且是沿着光轴O(其是一个假想的主轴线)截取的。为了清楚地描述照相机装置1的主要部分，在图1A中没有示出SMA致动器线，而是随后参照图1B和图1C描述了SMA致动器线。照相机装置1可以结合在多种装置中，这些装置例如智能手机、可折叠智能手机、可折叠图像捕捉装置、可折叠智能手机照相机、可折叠消费电子装置、图像捕捉装置、3D感测装置或系统、消费电子装置、移动计算装置、移动电子装置、笔记本电脑、平板计算装置、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书装置)、计算附件或计算外围装置、安保系统、医疗装置(例如内窥镜)、游戏系统、游戏附件、增强现实系统、增强现实装置、虚拟现实系统、虚拟现实装置、可佩戴装置、无人机(空中、水上、水下等)、自动交通工具以及交通工具(例如飞机、宇宙飞船、潜水器、汽车等)。应当理解，这是示例装置的非穷举列表。在一些情况下，小型化是照相机装置1的重要设计标准。照相机装置1包括透镜元件2，该透镜元件2以允许透镜元件2相对于支撑结构4在两个正交方向上移动的方式由悬挂系统7支撑在支撑结构4上，各个正交方向都垂直于光轴O。因此，透镜元件2是可移动元件/部件。支撑结构4是在其基部5的前侧上支撑图像传感器6的照相机支撑件。在基部5的后侧上，安装了IC(集成电路)芯片30并且还安装了陀螺仪传感器47，在IC(集成电路)芯片30中实施控制电路40。透镜元件2包括呈圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆合金(SMA)子组件的制造方法，包括：/n提供包括多个静止线附接结构和多个可移动线附接结构的材料片材；/n使用连续布线机构将至少一根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上；/n将所述至少一根SMA致动器线附接到所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构；以及/n从所述材料片材分离多个SMA子组件，每一个SMA子组件包括与至少一个静止线附接结构和至少一个可移动线附接结构一体形成的牺牲主体部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171030 GB 1717858.31.一种形状记忆合金(SMA)子组件的制造方法，包括：
提供包括多个静止线附接结构和多个可移动线附接结构的材料片材；
使用连续布线机构将至少一根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上；
将所述至少一根SMA致动器线附接到所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构；以及
从所述材料片材分离多个SMA子组件，每一个SMA子组件包括与至少一个静止线附接结构和至少一个可移动线附接结构一体形成的牺牲主体部分。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，铺设所述至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将一根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上，使得每一个SMA子组件包括一根SMA致动器线，该SMA致动器线：
在第一端部处联接到静止线附接结构，并且
在第二端部处联接到可移动线附接结构。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，铺设所述至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将一根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上，使得每一个SMA子组件包括一根SMA致动器线，该SMA致动器线：
在第一端部处联接到第一静止线附接结构，
在第二端部处联接到第二静止线附接结构，并且
沿着其长度在途中联接到可移动线附接结构。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，铺设所述至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将两根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上，使得每一个SMA子组件包括两根SMA致动器线，其中每根SMA致动器线：
在第一端部处联接到静止线附接结构，并且
在第二端部处联接到可移动线附接结构。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，铺设所述至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将总共两根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上，使得每一个SMA子组件包括两根SMA致动器线，其中每根SMA致动器线：
在第一端部处联接到第一静止线附接结构，
在第二端部处联接到第二静止线附接结构；并且
沿着其长度在途中联接到可移动线附接结构。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，铺设至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将总共四根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上，使得每一个SMA子组件包括四根SMA致动器线，其中每根SMA致动器线：
在第一端部处联接到四个静止线附接结构中的一个，并且
在第二端部处联接到两个可移动线附接结构中的一个，使得每一个可移动线附接结构联接到两根SMA致动器线。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，铺设至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将总共四根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上，使得每一个SMA子组件包括四根SMA致动器线，其中每根SMA致动器线：
在第一端部处联接到四个静止线附接结构中的一个，并且
在第二端部处联接到四个可移动线附接结构中的一个。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，提供材料片材的步骤包括提供磷青铜、钢或不锈钢材料的片材。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，提供材料片材的步骤包括提供蚀刻材料片材，所述蚀刻材料片材已经被成形以提供所述多个静止线附接结构和所述多个可移动线附接结构。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个静止线附接结构和所述多个可移动线附接结构是开放压接部，并且将所述至少一根SMA致动器线铺设在所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构上的步骤包括：
将所述至少一根SMA致动器线铺设在所述静止开放压接部和所述可移动开放压接部上。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述至少一根SMA致动器线附接到所述静止线附接结构和所述可移动线附接结构的步骤包括：
使所述静止开放压接部和所述可移动开放压接部围绕所述至少一根SMA致动器线闭合；并且
对闭合的静止压接部和闭合的可移动压接部中的每一个应用冲压工具。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，分离所述多个SMA子组件的步骤包括：应用冲压工具将所述主体部分从所述材料片材分离。


13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，分离所述多个SMA子组件的步骤包括：
蚀刻所述材料片材以从所述材料片材分离所述主体部分。


14.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，分离所述多个SMA子组件的步骤包括：
切割所述材料片材以从所述材料片材分离所述主体部分。


15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，分离所述多个SMA子组件的步骤包括：
在所述材料片材上的位于相邻的SMA子组件之间的位置处切割所述至少一根SMA致动器线。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，铺设所述至少一根SMA致动器线的步骤包括将所述至少一根SMA致动器线围绕所述片材中的一个或更多个引导耳片交织穿行。


17.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，铺设所述至少一根SMA致动器线的步骤包括：
将所述至少一根SMA致动器线铺设在第一线附接结构上；
使所述至少一根SMA致动器线在所述材料片材上的一个或更多个引导耳片之间交织穿行，以控制SMA致动器线在相邻的线附接结构之间的位置和长度；以及
将所述至少一根SMA致动器线铺设在第二线附接结构上。


18.根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·法默，詹姆斯·豪沃思，尼古拉斯·亨利·雷达尔，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB