CN115516203A - 形状记忆合金致动器组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种形状记忆合金(SMA)致动器组件包括：支撑结构；可移动部件，其被支撑在支撑结构上；一个或更多个SMA部件，其连接在可移动部件和支撑结构之间，并被布置成在收缩时驱动可移动部件在与主轴线正交的方向上移动，主轴线延伸穿过可移动部件；并且其中，支撑结构包括：布置成沿与主轴线正交的平面共面延伸的支撑部件和支承部件；导电部件，其设置在支撑部件上以形成用于一个或更多个SMA部件的电路径；限定在支承部件上的一个或更多个支承部分，每个支承部分包括设置在支承部件上并被布置成引导可移动部件和支撑结构的相对移动的支承表面；并且其中，支承部件与支撑部件分离，以便使一个或更多个支承部分与支撑部件电绝缘。

Description

形状记忆合金致动器组件及其制造方法

领域

本申请总体上涉及形状记忆合金(SMA)致动器组件和用于制造SMA致动器组件的技术，并且特别涉及用于相机组件的SMA致动器组件。

背景

形状记忆合金(SMA)致动器用于相机组件中，以影响透镜支架的运动范围。例如，WO 2019/086855 A1描述了一种具有SMA致动器组件的相机，该SMA致动器组件包括支撑结构、支撑透镜组件的可移动部分、连接在支撑结构和移动部分之间的多于一根SMA线、以及将移动部分支承在支撑结构上的支承件。该致动器组件还包括在支撑结构和移动部分之间延伸的两个挠性臂，用于提供将透镜组件朝向中心位置偏置的横向偏置力。SMA线被配置成在收缩时在垂直于光轴的方向上移动可移动部分，以提供光学图像稳定(OIS)。

图1A、图1B示出了包括支撑结构550的现有技术的致动器组件，支撑结构550具有堆叠在支撑部件552顶部的导电部件554。支撑部件552具有从其延伸并支撑可移动部分560的支承柱557。也就是说，在现有技术的致动器组件中，支撑柱557设置在支撑部件552的顶部。通常在支承件557的表面上需要耐磨电绝缘涂层，以防止其与接触的可移动部分560短路。在此现有技术示例中，支撑部件552还负责为SMA线中的一根传导驱动电流。电流路径如图1B中的虚线所示。

然而，长时间使用可能会导致绝缘涂层的严重磨损，当两个或更多个支承件的支承绝缘涂层失效时可能会发生短路。如图1C所示，这可能导致在绝缘损坏的情况下通过可移动部分560在两个或更多个支承件之间建立电路径。因此，跨可移动部分560的电位差可以驱动变化的电流，这在SMA致动器的位置反馈中导致电阻噪声，这可能导致性能恶化。更糟糕的是，在诸如图1B中支撑部件552用作导体以传导驱动电流的实施例中，绝缘损坏可导致SMA致动器组件关闭或导致SMA致动器的驱动电路损坏。

概述

本技术提供了一种SMA致动器组件，其中支撑部件与支承件物理隔离。有利的是，在绝缘损坏的情况下，这样的布置可以为防止意外电流提供额外保护。因此，本技术可以提高SMA致动器组件的可靠性。

此外，本技术提供了一种方法，其中支撑部件和支承件可以作为子组件附接到部件上，从而有利地简化了组装过程。

根据本发明的第一方面，提供了一种形状记忆合金(SMA)致动器组件，其包括：

支撑结构；

可移动部分，该可移动部分被支撑在所述支撑结构上；

一个或更多个SMA部件，该一个或更多个SMA部件连接在可移动部分和支撑结构之间，并被布置成在收缩时驱动可移动部分在与主轴线正交的方向上移动，主轴线延伸穿过可移动部分；并且

其中所述支撑结构包括：

支撑部件和支承部件，该支撑部件和该支承部件被布置成沿着与主轴线正交的平面共面延伸；

导电部件，该导电部件设置在支撑部件上，以形成用于一个或更多个SMA部件的电路径；

一个或更多个支承部分，该一个或更多个支承部分限定在支承部件上，每个支承部分包括设置在支承部件上并被布置成引导可移动部件和支撑结构的相对移动的支承表面；并且

其中，支承部件与支撑部件分离，以便使一个或更多个支承部分与支撑部件电绝缘。

支承部件可以在平面中与支撑部件分离，以便使一个或更多个支承部分与支撑部件电绝缘。因此，当沿着主轴线观察时，在支撑部件和支承部件之间可以存在不间断的间隙。

SMA致动器组件可以是用于相机或移动电话的微致动器。SMA致动器组件可以包括一个或更多个(例如长形的)SMA部件，该一个或更多个SMA部件可以直接连接在支撑结构和可移动部分(例如透镜支架)之间，或者通过诸如挠性臂的另一部件连接。SMA部件也可称为SMA线。

SMA部件可以被配置成在收缩时，在基本上正交于光轴的至少一个方向上，例如沿着可移动平面，实现可移动部分的移动。光轴可以对应于主轴线。这样的布置可以使得在致动SMA组件时或致动每一个SMA组件时至少执行光学图像稳定(OIS)。例如，SMA部件可以在基本上垂直于光轴的方向上延伸。在一些实施例中，SMA部件可以分别设置在支撑结构的相应侧上。SMA部件优选地可以是多段SMA线，或者可以是由SMA材料形成的条或棒。

SMA线可以由任何合适的形状记忆合金材料形成，通常是镍-钛合金(例如镍钛诺)，但是这些SMA线也可以包含诸如铜的第三组分。SMA线可以具有适合于应用的任何横截面轮廓和直径。例如，SMA线的横截面直径可为25μm，或30μm，或35μm，能够产生120mN至200mN的最大力，同时将SMA线的应变保持在安全范围内(例如，长度比原有的长度减少2％-3％)。将每根SMA线的直径从25μm增大至35μm，使SMA线的横截面面积大约翻倍，并因此使由每根SMA线提供的力大约翻倍。

可移动部分可以包括弹簧板(或挠性件)，用于在至少横向方向上对可移动部分施加偏置力。弹簧板的基底设置成在支承表面上滑动。因此，在使用中，支承表面上的(可选的)涂层可能会随着时间的推移而磨损，从而暴露相应部分上的导电部分。

支撑部件和支承部件可以优选地通过电绝缘粘合剂附接到诸如导电部件的部件。支撑该支撑部件和该支承部件的基底层也可以设置有电绝缘涂层。因此，支承部件可以被描述为基底层上的与支撑部件分离或隔离的孤立体。更具体地说，在支撑部件和支承部件之间设置间隙或分离。有利地，这样的布置可以消除建立意外导电路径的风险，并因此可以显著提高SMA致动器组件的可靠性。

与导电部件和支承部件都被支撑在支撑部件上(支撑部件又可以由基底层支撑)的一些已知的实施例(例如，如图1C所示)相比，根据本发明的支承部件和支撑部件在同一平面内共面延伸。即，支撑部件和支承部件沿主轴线定位在基本相同的水平上。

可选地，SMA致动器组件包括多个支承部分，并且其中，支承部件与支撑部件分离，以便使每个支承部分与其他支承部分电绝缘。这样的布置可以有利地消除或减少SMA致动器位置反馈中由于意外电流而产生的电阻噪声，电阻噪声可能导致性能恶化。

可选地，支撑部件包括载流部分，载流部分形成用于SMA部件中的一个的电路径，并且其中支承部件与支撑部件分离，以便使一个或更多个支承部分与支撑部件的载流部分电绝缘。这样的布置可以有利地消除或减少由于绝缘损坏引起的短路的风险，短路可能导致SMA致动器组件关闭或可能导致SMA致动器驱动电路的损坏。

可选地，支撑部件沿着平面包围支承部件。例如，支撑部件可以包括孔，并且支承部件可以设置在所述孔中。这样的布置可以提供更紧凑的SMA致动器组件。可替代地，取决于应用，一些或全部支承部件可以设置在平面中的支撑部件的外部。

可选地，支撑部件和支承部件的边缘至少部分地彼此相符合。例如，平面中的支撑部件和支承部件之间的物理间隙或间隔的至少一部分可以是恒定的。

可选地，当沿着平面观察时，支承元件的至少一部分和支撑部件具有相同的厚度。例如，支撑部件和支承元件可以由相同的材料形成，例如从相同的金属片切割而成。

可选地，支撑部件与支承部件一体形成在子组件中，其中在SMA致动器组件的组装期间，支撑部件与支承部件分离。子组件可以附着(adhere)到基底层，使得支撑部件和支承部件可以在它们相应的位置上精确地对齐。

可选地，分离包括切除或移除牺牲体部分，牺牲体部分在预组件(pre-assembly)中连接支承部件和支撑部件。例如，这种分离可以通过切断在支承部件和支撑部件之间延伸的连接来实现。优选地，牺牲体部分可以是将支撑部件与支承部件固定的一个或更多个凸片，由此可以通过在子组件附接到导电部件或基底层之后移除凸片来实现分离。

可选地，支承部件包括多于一个支承部分，其中多于一个支承部分围绕主轴线分布。多于一个支承部分可以围绕主轴线均匀分布，或者它们可以根据应用以任何方式分布。多于一个支承部分的设置允许可移动部分由支撑结构上的多个点支撑。

可选地，支承表面包括用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层。可选地，支承部分的表面包括涂层。可选地，涂层包括润滑剂、干膜润滑剂、类金刚石碳涂层、硬铬和碳化钨碳涂层、聚合物涂层中的一种或更多种。一些示例包括CrC-DLC、TiC、SiO₂、PTFE涂层。

可选地，支承部分包括突出部(protrusion)，其中支承表面设置在突出部上。例如，突出部凸出于支承部分的主表面，因此它也升高到支撑部件上方。因此，该突出部可以涂覆有用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层。

可选地，支承部件的表面涂覆有用于电绝缘和/或减少摩擦和/或磨损的涂层。可选地，支撑部件的表面涂覆有用于电绝缘的涂层。可选地，至少可移动部分的接触支承表面的基底涂覆有用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层。可选地，至少导电部分的接触支承部件的基底涂覆有用于电绝缘的涂层。

可选地，突出部与支承部件一体形成。例如，可以通过冲压或部分蚀刻支承部件来形成突出部。或者，可以通过使支承部件的凸片部分向上成形来产生突出部。优选地，在附接到导电部件或基底层上之前，在子组件中形成突出部。

可选地，突出部包括附接到支承部件上的聚合物或金属元件。例如，聚合物或金属元件可以是以块的形式通过粘合剂或焊接部附接在支承部件的表面上。突出部可在附接到基底层上之前附接到子组件中的支承部件。或者，在子组件已经附接到基底层上和/或牺牲体部分已经被切除或移除之后，突出部可以直接附接到支承部件上。

可选地，支撑部件和支承部件由金属或金属合金形成。可选地，基底层可以由层压或涂覆有电绝缘和/或低摩擦和/或耐磨顶层的金属或金属合金形成。

可选地，可移动部分包括用于接触支承表面的接触部分，其中所述接触部分设置有用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层。更具体地说，挠性臂的端部可以涂覆有涂层。所述涂层可以与设置在支承表面上的涂层相同或不同。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造形状记忆合金(SMA)致动器组件的方法，该方法包括：

在子组件中形成支撑部件和支承部件，支撑部件和支承部件一体形成并通过牺牲体部分连接；

将子组件附接到SMA致动器的部件上；以及

切除或移除牺牲体部分，以分离支撑部件和支承部件。

牺牲体部分形成模板，其中，牺牲体部分被设置为以支撑部件和支承部件之间的限定的间隔保持支撑部件和支承部件。有利地，当子组件附接到部件(例如导电部件或基底层)上时，支撑部件和支承部件可以精确地定位在它们所希望的位置。这降低了由于制造过程中的任何缺陷而产生的支承部件和支撑部件之间的接触风险。此外，制造过程可以更有效，因为在多于一个支承部件的情况下，所有部件可以在单个步骤中对齐。

可选地，该方法还包括在支承部件的支承部分上设置支承表面。例如，该设置可包括利用用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层涂覆支承部分的一部分和/或支承部件的表面。类似地，该方法还可以包括涂覆可移动部分上的与支承表面接触的接触表面，用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损。类似地，该方法可进一步包括涂覆导电部件和/或基底层以用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损。施加在各部分上的涂层材料可以相同，也可以彼此不同。

可选地，所述设置包括在支承部分上形成突出部。这可以通过在子组件附接到基底层之前或之后通过焊接部或粘合剂在支承部件上附接聚合物或金属元件来实现。

可替代地，所述设置包括部分蚀刻或冲压支承部分，和/或通过切割支承部件中的凸片部分并使凸片部分向上成形。优选地，在将子组件连接到导电部件或基底层之前，对支承部分进行部分蚀刻、冲压或切割凸片部分和使凸片部分向上成形。

可选地，附接包括将子组件附着到基底层。优选地，附着可以通过使用电绝缘粘合剂来实现。可替代地，在附接子组件之前，可以用电绝缘层涂覆或层压基底层的表面。

可选地，形成包括由单个金属片形成子组件。例如，可以通过切割或蚀刻金属片来实现形成。

可以组合来自第一方面和第二方面的主题。

附图简述

现在将参考附图，仅以示例的方式描述本发明的某些实施例，其中：

图1A和图1B分别是根据现有技术实施例的SMA致动器组件的透视图和俯视平面图；

图1C是根据现有技术实施例的SMA致动器组件的侧剖视图；

图2A是根据本发明的第一实施例的相机组件的侧面示意图；

图2B是第一实施例的SMA致动器组件的透视图；

图2C是第一实施例的SMA致动器组件的分解透视图；

图2D是示出第一实施例的SMA致动器组件的放大侧剖视图；

图3A是示出图2B和图2C所示的SMA致动器组件的支撑部件和支承部件的俯视平面图；

图3B是示出图2B和图2C所示的SMA致动器组件的支承部件的放大透视图；

图3C是示出图2B和图2C中所示的SMA致动器组件的支撑结构的俯视平面图；

图3D是示出图2B和图2C中所示的SMA致动器组件的子组件的俯视平面图；

图3E是示出附接到导电部件的子组件的俯视平面图；

图3F是示出在平面内共面延伸的支撑部件和支承部件的放大侧剖视图；

图4A和图4B分别是集成支承件的放大透视图和侧面剖视图；

图4C、图4D和图4E分别是替代集成支承件的放大透视图、侧剖视图和俯视平面图；

图4F是另一替代集成支承件的侧面剖面图；

图5是说明制造SMA致动器组件的子组件的方法中的步骤的流程图；

图6A是示出根据本发明第二实施例的支撑部件和支承部件的俯视平面图；

图6B和图6C是用于生产图6A的支撑部件和支承部件的子组件的俯视平面图；

图7A是示出根据本发明第三实施例的支撑部件和支承部件的俯视平面图；和

图7B是示出由图7A的支撑部件和支承部件形成的支撑结构的俯视平面图。

详细描述

图2A是包含根据本发明第一实施例的SMA致动器组件2的相机的示意性截面图。在图2A中，示出了包含SMA致动器组件2(在本文中也称为“SMA致动器”或简单地称为“致动器”)的相机组件1。

相机组件1包括通过SMA致动器组件2悬挂在支撑结构4上的透镜组件21，SMA致动器组件2以允许透镜组件21相对于支撑结构4在垂直于光轴O的方向上移动的方式支撑透镜组件21。

支撑结构4包括基底5。图像传感器6安装在基底5的前侧。在基底5的后侧上安装有集成电路(IC)30以及陀螺仪传感器31，在IC 30中实施了控制电路。支撑结构4还包括容纳件(can)7，该容纳件7从基底5向前凸出，以包住和保护相机1的其他部件。

透镜组件21包括支撑沿光轴O布置的两个透镜22的圆柱形体形式的透镜支架23。总体上，可以包括任何数量的一个或更多个透镜22。优选地，每个透镜22具有至多约20mm的直径。因此，相机1可以称为微型相机。

透镜组件21被布置成将图像聚焦到图像传感器6上。图像传感器6捕捉图像并且可以是任何合适的类型，例如电荷耦合设备(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)设备。

透镜22被支撑在透镜支架23上，使得透镜22可相对于图像传感器6沿光轴O移动，例如以提供聚焦或变焦。具体地，透镜22被固定到相对于透镜组件21可沿光轴O移动的透镜支架23上。虽然在本示例中所有透镜22都固定到透镜支架23，但通常，一个或更多个透镜22可以固定到透镜组件21，并因此不能相对于图像传感器6沿着光轴O移动。

轴向致动器装置24，其设置在透镜组件21和透镜支架23之间，被布置成驱动透镜支架23和透镜22相对于图像传感器6沿着光轴O移动。轴向致动器装置24可以是任何合适的类型，例如，音圈电机(VCM)或SMA线的装置。

进一步的细节也在WO 2013/175197 A1中提供，WO 2013/175197 A1通过该引用并入本文。

图2B和图2C分别是SMA致动器2的透视图和分解透视图。在图2D中还示出了SMA致动器2的放大剖视侧视图。

SMA致动器组件2包括支撑结构50和相对于支撑结构50可移动的可移动部分60。支撑结构50和可移动部分60中的每一个通常采取具有矩形外边缘(或“周边边缘”)和圆形内边缘的扁平薄环的形式。可移动部分60的外边缘位于支撑结构50的外边缘内，但是支撑结构50和可移动部分60的内边缘是大致同等范围的(co-extensive)。

可移动部分60支撑透镜组件21(图1)，并由此连接到透镜支架23(图1)。支撑结构50由彼此固定的两个独立部件(即支撑部件52和导电部件54)形成。支撑结构50固定到基底层58。

可移动部分60、支撑部件52和导电部件54中的每一个可以采取图案化金属片的形式，例如蚀刻或机械加工的不锈钢。支撑部件52可以涂覆有电绝缘介电材料。还可以在滑动支承件上设置电绝缘介电材料，以减少摩擦并增加滑动支承件的寿命。可以使用其他示例配置，并且在WO2017/055788A1和WO 2019/086855 A1中提供了进一步的细节，WO2017/055788A1和WO 2019/086855 A1通过该引用并入本文。

支撑结构50和可移动部分60各自设置有与光轴O对齐的相应的中心孔，允许光从透镜组件21(图1)通过到达图像传感器6(图1)。可移动部分60以及因此透镜组件21相对于支撑结构50的移动由横向致动装置驱动，该横向致动装置包括压接至相应的压接件51、61的四根SMA线80。在操作中，SMA线80被选择性地驱动以使移动部分60相对于支撑结构50在任何横向方向(即，垂直于光轴O的方向)上移动。这用于提供光学图像稳定(OIS)，补偿可能由手抖等引起的相机1的移动。

支撑结构50和可移动部分60各自具有扁平的、平坦的主体部分。每个主体部分具有四个主要侧表面。每个主体部分还具有中心圆孔(即，上述孔)。主体部分各自垂直于光轴O(Z轴)，即平行于XY平面。各主体部分在中心位置以光轴(Z轴)为中心，并且具有彼此相似的尺寸、形状和取向。

支撑结构50包括支撑压接件51的其他部分。在该示例中，支撑结构50具有四个压接支撑件，每个压接支撑件支撑压接件51(或“静态压接件”)。用于静态压接件51的压接支撑件位于支撑结构50的对角线相对拐角处。静态压接件被配置成将SMA线的第一端机械地附接到支撑结构50。

移动元件60相对于支撑平台50的移动由包括四根SMA线80的横向致动装置驱动。支撑平台50形成有压接件51(以下称为“静态压接件”)，并且可移动部分60形成有压接件61(以下称为“移动压接件”)。压接件51、61压接四根SMA线80，以便将它们连接到支撑平台50和可移动部分60。SMA线80可以垂直于光轴O或相对于垂直于光轴O的平面以小角度倾斜。

在操作中，SMA线80被选择性地驱动以在任何横向方向(即，垂直于光轴O的方向)上相对于支撑平台50移动可移动部分60，如下所述。

进一步的细节也在WO 2013/175197 A1中提供，WO 2013/175197 A1通过该引用并入本文。

SMA线80围绕光轴O在不同角位置处布置成环圈(loop)，以设置彼此垂直的两对相对的SMA线80。因此，每对相对的SMA线80能够被选择性驱动以在与光轴O正交的两个垂直方向中的一个方向上移动透镜组件21。因此，SMA线80能够被选择性地驱动以在与光轴O正交的两个方向上相对于支撑结构50将透镜组件21移动到移动范围中的任何位置。移动范围的大小取决于SMA线80在其正常操作参数内的几何形状和收缩范围。

透镜组件21相对于支撑结构50的垂直于光轴O的位置通过选择性地改变SMA线80的温度来控制。这是通过使提供电阻加热的SMA线80选择性驱动信号经过而实现的。加热通过驱动电流直接提供。通过减小或停止驱动电流来提供冷却，以允许SMA线80通过传导、对流和辐射到其周围环境而冷却。

在加热SMA线80中的一根SMA线80时，该根SMA线80中的应力增加并且该根SMA线收缩，引起透镜组件21的移动。当SMA的温度增加到高于在其中发生SMA材料从马氏体相到奥氏体相的转变的温度范围时，发生一定范围的移动。相反地，在冷却SMA线80中的一根SMA线80时使得该根SMA线80中的应力降低时，该根SMA线80在SMA线80中的相对的SMA线80的力下扩张。这使得透镜组件20在相反的方向移动。

SMA线80可以由任何合适的SMA材料，例如镍钛诺或另一种钛合金SMA材料制成。

用于SMA线80的驱动信号由在IC 30中实施的控制电路产生和提供。驱动信号由控制电路响应于陀螺仪传感器31的输出信号产生，从而驱动透镜组件20的移动，以稳定由透镜组件20聚焦在图像传感器6上的图像，从而提供OIS。驱动信号可以使用电阻反馈控制技术来产生，例如，如WO 2014/076463A1中所描述的，WO 2014/076463A1通过该引用并入本文。

SMA致动器组件2还包括用于将可移动部分悬挂在支撑结构上的悬挂系统(也称为支承装置)。悬挂件可以包括至少一个支承件，以允许可移动部分60和支撑结构50之间的相对正交移动，但防止沿光轴的移动。在如图3A所示的优选实施例中，悬挂系统包括围绕光轴O间隔开的多于一个滑动支承件(支承部件)56，以在相应的支承部分处支承可移动部分60。支承部件56可以例如通过电绝缘粘合剂附接到基底层58上。基底层58可以设置有电绝缘涂层或层压有电绝缘层，使得其与支撑部件52(以及导电部件54)和支承部件56电绝缘。在该实施例中，支撑部件52传导驱动电流，如图3C中的虚线所示。

支承部件56沿着基底层58与支撑部件54分离，因此与支撑部件54电绝缘。更具体地，如图3D和图3F所示，支承部件56在与移动轴线(Z轴)正交的X-Y平面中与支撑部件52共面延伸。例如，与导电部件和支承部件都被支撑在支撑部件上(支撑部件又可以被支撑在基底层上)的已知的致动器相比，根据本发明的支承部件56和支撑部件52在同一平面内共面延伸。即，支撑部件和支承部件沿移动轴线定位在同一水平上。

与现有技术的实施例相比，这样的布置不依赖于设置在支承表面上的电绝缘涂层。因此，它更不容易因涂层过度磨损而短路。

在一些实施例中，横跨支承部件的支承部分的表面设置支承表面。即，可移动部分具有可直接在相应的支承部分的表面上滑动的接触部分。这允许简化制造过程。在优选实施例中，如图3B的放大透视图所示，支承部件56包括从支承部件56的支承部分向上延伸的突出部57。突出部57可以是任何形状或尺寸，例如脊、锥、截锥、圆顶、圆柱、立方体和长方体。突出部57可以包括具有相同或不同的尺寸/形状的多于一个突出部57。如图所示，突出部57包括具有平面支承表面的单个凸出的圆顶。

在一些实施例中，突出部57可以是与支承部件分开形成的聚合物或金属支承块。例如，支承块可以通过粘合剂或焊接部附着到支承部件56以形成突出部。

优选地，突出部57与支承部件56一体形成。因此，这样的突出部57可以称为集成支承件57。在图3B中，在附着到导电部件54或基底层58之前，通过冲压或其他金属成形技术形成集成支承件57，以形成支承部件56。

可以使用形成各种形状的集成支承件57的其他方法。图4A至图4F示出了集成支承件57的各种形式。应理解，这些只是集成支承件57的形式/形状的一些示例，并且是非限制性的。图7A示出了具有凸起的凸台状结构的集成支承件57的透视图，并且图7B示出了凸起的凸台57可以如何由支承部件56形成。凸起的凸台57可以通过在由薄金属片形成的支承部件56上使用金属成形工艺来形成。可替代地，凸起的凸台57可以由基底层58中的圆顶印模(impression)或结构形成：当支承部件56附接到基底层58时，基底层58的圆顶结构可以导致凸起的凸台57形成。

在某些情况下，形成凸起的凸台可能很困难。图7C至图7E示出了如何通过将浮凸部(reliefs)90蚀刻到支承部件56的材料中来形成集成支承件157，从而可以在不撕裂材料的情况下形成支承件157。

图7F示出了如何通过支承部件56中蚀刻/切割凸片并使凸片向上成形(例如使用两弯曲点成形操作)以提供支承件257来形成集成支承件257。

概括地说，集成支承件57可以通过部分蚀刻支承部件56来形成。可替代地，可以通过在支承部件56的表面中形成凸起的部分来提供集成支承件57。可替代地，可以通过在支承部件56的表面中蚀刻和形成凸起的部分来提供集成支承件56。可替代地，可以通过在支承部件56中切割凸片部分并使凸片部分257向上成形来提供集成支承件57。

整个支承部件56或至少支承表面涂覆有涂层。该涂层用于以下目的中的一个或更多个：1)提供电绝缘，2)减少支承表面的磨损，3)减少摩擦。优选地，支承表面和/或整个支承部件56涂覆有聚合物涂层，例如PTFE涂层。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造SMA致动器组件2的方法100。方法100的关键步骤110-130如图5所示。

在方法100的第一步骤110中，如图3b所示，支撑部件52和支承部件56一体形成在子组件51中，牺牲体部分(凸片)59在结构上连接两个部件。牺牲体部分固定支承部件56相对于支撑部件52的位置。更具体地，子组件51用任何合适的金属加工技术(诸如切割和冲压)从(金属)片生产出来的。这样，支承部件56和支撑部件52之间的间隔由凸片59的范围很好地限定。

在第二步骤110中，所形成的子组件51可选地设置有支承表面。例如，诸如PTFE涂层的涂层(例如用于减少摩擦/磨损和电绝缘)可以施加到支承部件56和/或支撑部件52的表面。可替代地，涂层可以是层压在金属片上的PTFE层。此外，可以形成突出部57或集成支承件57、157、257。

在一些实施例中，不需要应用第二步骤110。例如，支承部件56和支撑部件52可以不设置有涂层，也不需要形成突出部57。因此，在这些实施例中，支承部件56的支承部分是支承表面。

第一步骤110和第二步骤120的顺序可以颠倒。例如，在形成子组件之前，金属片可以涂覆有涂层或层压有聚合物层，和/或在限定位置形成突出部57和集成支承件57、157、257。

在方法100的第三步骤130中，在例如通过粘合剂或焊接部53附着到导电部件54或基底层58之前，子组件在基底层58上的预定位置处对齐，如图3E所示。基底层58的表面和/或导电部件54的至少基底是电绝缘的，例如通过电绝缘涂层或层压聚合物层，使得其禁止在支承部件56和支撑部件52之间的电流。子组件的使用允许多于一个支承部件56相对于支撑部件52精确地对齐。

在方法100的第四步骤140中，从子组件移除凸片部分59。移除可包括沿着图3D中的虚线切除凸片部分59的端部。可替代地，凸片部分59可以被切除，使得它们不再连接在支撑部件52和支承部件56之间。

图6A是示出根据本发明第二实施例的支撑部件352和支承部件356的俯视平面图。支撑部件352和承载部件356在功能上类似于第一实施例的支撑部件和支承部件。在本实施例中，仅有在其上设置多于一个突出部357的单个支承部件356。多于一个突出部中的每一个形成支承表面，该支承表面支承可移动部分60并允许相对于可移动部分60的相对滑动移动。支承部件356是嵌套在支撑部件352的孔中的“环”形部件。因此，在支承部件356和支撑部件352之间限定环状间隙。

如图6A所示的第二实施例是支承部件的许多可能选择之一。虽然可能有在支承表面之间存在电流的风险，然而支承部件相对较窄，并因此在电绝缘涂层损坏的情况下可以减少电流。尽管如此，导电部件54和支承部件356之间的短路风险被大大降低。

图6B和图6C分别是用于生产图6A的支撑部件352和支承部件356的子组件的俯视平面图。两个实施例都包括牺牲体部分(凸片)359，在子组件附着到导电部件354上之后，牺牲体部分(凸片)359被移除或切除。

图6B和图6C中的凸片消除了支撑部件352和支承部件356之间短路的危险，并且通过减少所需的凸片数量简化了移除凸片的过程。在一些其他实施例中，提供更多的凸片以更好地将支承部件356固定在子组件中。

图7A是示出根据本发明第三实施例的支撑部件和支承部件的俯视平面图。图7B是示出由图7A的支撑部件和支承部件形成的支撑结构的俯视平面图。支撑部件452和支承部件456在功能上类似于第二实施例的支撑部件和支承部件。在本实施例中，仅存在在其上设置有多于一个突出部457的单个支承部件456。多于一个突出部457中的每一个形成支承可移动部分60并允许相对于可移动部分60滑动移动的支承表面。

在该实施例中，单个支承部件456可广义地描述为“环”。然而，与第二实施例的支撑部件352相比，承载用于SMA部件的直流电的支撑部件472位于支承部件456的一侧。这种布置具有这样的优点，即两个隔离的部件452、456可以通过外部制造凸片部位455连接，并且因此最小化重新设计制造过程的需要。此外，这样的布置还消除了对内部凸片的需要，从而提供了简化和更有效的制造过程。

Claims (26)

1.一种形状记忆合金(SMA)致动器组件，包括：

支撑结构；

可移动部件，所述可移动部件被支撑在所述支撑结构上；

一个或更多个SMA部件，所述一个或更多个SMA部件连接在所述可移动部件和所述支撑结构之间，并被布置成在收缩时驱动所述可移动部件在与主轴线正交的方向上移动，所述主轴线延伸穿过所述可移动部件；并且

其中所述支撑结构包括：

支撑部件和支承部件，所述支撑部件和所述支承部件被布置成沿着与所述主轴线正交的平面共面延伸；

导电部件，所述导电部件设置在所述支撑部件上，以形成用于所述一个或更多个SMA部件的电路径；

一个或更多个支承部分，所述一个或更多个支承部分限定在所述支承部件上，每个支承部分包括设置在所述支承部件上并被布置成引导所述可移动部件和所述支撑结构的相对移动的支承表面；并且

其中，所述支承部件与所述支撑部件分离，以便使所述一个或更多个支承部分与所述支撑部件电绝缘。

2.根据权利要求1所述的SMA致动器组件，包括多个支承部分，并且其中，所述支承部件与所述支撑部件分离，以便使每个支承部分与其他支承部分电绝缘。

3.根据权利要求1所述的SMA致动器组件，其中，所述支撑部件包括载流部分，所述载流部分为所述SMA部件中的一个形成电路径，并且其中，所述支承部件与所述支撑部件分离，以便使所述一个或更多个支承部件与所述支撑部件的所述载流部分电绝缘。

4.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述支撑部件沿着所述平面包围所述支承元件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述支撑部件和所述支承元件的边缘至少部分地彼此相符合。

6.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，当沿着所述平面观察时，所述支承元件的至少一部分和所述支撑部件具有相同的厚度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述支撑部件与所述支承部件一体形成在子组件中，其中所述支撑部件在所述SMA致动器组件的组装期间与所述支承部件分离。

8.根据权利要求7所述的SMA致动器组件，其中，所述分离包括切除或移除牺牲体部分，所述牺牲体部分在预组件中连接所述支承部件和所述支撑部件。

9.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述支承部件包括多于一个支承部分，其中所述多于一个支承部分围绕所述主轴线分布。

10.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述支承表面包括用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层。

11.根据权利要求10所述的SMA致动器组件，其中，所述涂层包括以下中的一种或更多种：润滑剂、干膜润滑剂、类金刚石碳涂层、硬铬、碳化钨碳涂层和聚合物涂层。

12.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动组件，其中，所述支承部分包括突出部，其中所述支承表面设置在所述突出部上。

13.根据权利要求12所述的SMA致动组件，其中，所述突出部与所述支承部件一体形成。

14.根据权利要求13所述的SMA致动组件，其中，所述突出部包括附接到所述支承部件上的聚合物或金属元件。

15.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动装置，其中，所述支撑部件和所述支承部件由金属或金属合金形成。

16.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动装置，其中，所述可移动元件包括用于接触所述支承表面的接触部分，其中所述接触部分设置有用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损的涂层。

17.一种用于制造形状记忆合金(SMA)致动器组件的方法，包括：

在子组件中形成支撑部件和支承部件，所述支撑部件和所述支承部件一体形成并通过牺牲体部分连接；

将所述子组件附接到所述SMA致动器组件的部件上；以及

切除或移除所述牺牲体部分，以分离所述支撑部件和所述支承部件。

18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括在所述支承部件的支承部分上设置支承表面。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述设置包括利用用于减少摩擦和/或减少磨损的涂层涂覆所述支承部件的一部分。

20.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，其中，所述设置包括在所述支承部分上形成突出部。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，通过将聚合物或金属元件附接在所述支承部件上而形成所述突出部。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，通过部分蚀刻或冲压所述支承部分而形成所述突出部。

23.根据权利要求20或22所述的方法，其中，通过在所述支承部分中切割凸片部分并使所述凸片部分向上成形而形成所述突出部。

24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法，还包括涂覆可移动元件上的与所述支承表面接触的接触表面，用于电绝缘和/或减少摩擦和/或减少磨损。

25.根据权利要求17至24中任一项所述的方法，其中，所述附接包括将所述子组件附着到所述部件。

26.根据权利要求17至25中任一项所述的方法，其中，所述形成包括由单个金属片形成所述子组件。

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