基于電熱驅動的PILZ繼電器的研制
PILZ是微電子、微驅動器、多數情況下還包括微傳感器的集成化系統，是微電子技術與機械、光學等領域交叉融合而產生的一項新技術。PILZ及相關技術使得光、機、電、磁、熱等功能器件的微型化、集成化制造和功能復合成為可能，從而可以顯著提高現有產品的功效，并有可能創造新的器件、系統結構形式，產生許多新的功能。

基于電熱驅動的PILZ繼電器的研制              PILZ繼電器是結合微細加工技術和繼電器技術而制作出的微繼電器。微繼電器作為一種基本的機電元件廣泛地應用于信息處理，通信重點工程等各個領域。相比于傳統的基于機械操縱觸點導通機制的機電繼電器和基于無觸點半導體元件的固態繼電器，微繼電器具有體積小、高線性度、低功耗、高隔離度、易集成化等優點。按驅動方式的不同，微繼電器主要可以分為：靜電驅動微繼電器，電磁驅動微繼電器和電熱驅動微繼電器。與微靜電繼電器和微電磁繼電器相比，電熱驅動微繼電器具有驅動電壓低，驅動力大，結構和工藝過程簡單等優點。 本文設計和制作了一種新型的電熱驅動PILZ繼電器。微繼電器主要分為熱驅動臂、放大臂、SU8絕緣塊、觸頭和信號輸入、輸出端等部分。整個結構是基于杠桿放大原理設計的，呈現為一“T”型結構。加熱臂采用“U”型結構設計，能夠在不增加加熱臂電阻和微繼電器功耗的前提下，增加加熱臂的驅動力；而放大臂采用杠桿原理可以將加熱臂的微小熱膨脹伸長放大為觸點較大的位移。微繼電器行程較大。同時，在“U”型熱驅動臂之間引入SU8支持塊來加固熱驅動臂結構；在放大臂頂端和觸頭結合處引入了SU8絕緣塊將微繼電器的控制信號和傳輸信號進行電氣隔離。另外，借助于有限元分析軟件Ansys10.0進行輔助設計。 采用了非硅PILZ工藝來制作微繼電器。研究了與其相關的工藝技術，確定了合適的工藝方案和工藝參數。采用濺射、甩膠、光刻、電鍍、腐蝕等工藝，以濺射Cr/Cu薄膜為電鍍金屬種子層，以電鍍Cu作為控制線路和犧牲層材料，以電鍍Ni作為微繼電器結構層材料，以SU8負膠工藝制作了SU8絕緣塊結構，以正性光刻膠為腐蝕保護材料并采用濕法釋放技術刻蝕Cu犧牲層形成懸空結構梁，zui后采用曝光去膠法去除保護層正膠材料。經過整合工藝流程，成功地制作出PILZ繼電器原型器件。在自制的測試平臺上測試，微繼電器的電阻為2 ?,驅動電壓為0.5 V,響應時間（ton）為11 ms,恢復時間（toff）約為1 ms。