DE19757024C1

DE19757024C1 - Micro-fuse for current circuit

Info

Publication number: DE19757024C1
Application number: DE1997157024
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Kohl; Klaus Skrobanek
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-12-21
Also published as: EP0924733A3; EP0924733A2

Abstract

The micro-fuse has at least 2 planar linear actuators (1,2) provided by meandering structures (3,4 ; 5,6) acting as setting elements within the electrical current circuit, each with a fixed end (7) and a movable working end (8) and made of an electrically conductive shape memory alloy foil. The working ends of the actuators move in opposite directions and are coupled via a coupling piece (9) supporting a switch contact (10) which is opened and closed via respective actuators.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrosicherung (MEMS) zum Unterbrechen und Schließen eines elektrischen Stromkreises.The present invention relates to a micro fuse (MEMS) for interrupting and closing an electrical Circuit.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine automatische Sicherung mit Millimeterabmessungen unter Verwendung von Linearaktoren aus einer Formgedächtnisle gierung. Derartige Sicherungen bilden ein Mikro-Elektro- Mechanisches-System (MEMS) zum Unterbrechen und Schließen eines elektrischen Stromkreises. Linearaktoren als solche sind zum Beispiel aus: "ACTUATOR 96, 5 th International Conference an New Actuators, 26.-28. June 1996, Bremen, s. 367-369" bekannt. Speziell bekannt ist dabei, zwei Li nearaktoren, die aus einer Formgedächtnislegierung beste hen, gegeneinander vorgespannt anzuordnen, um damit Schaltvorgänge vorzunehmen. Dabei besitzt jeder der Akto ren eine mäanderförmige Struktur, sowie ein ortsfestes und ein bewegliches Ende. Schließlich ist der Aktor auf einem Keramiksubstrat angeordnet.The present invention is a automatic backup with millimeter dimensions under Use of linear actuators from a shape memory yaw. Such fuses form a micro-electrical Mechanical system (MEMS) for interrupting and closing of an electrical circuit. Linear actuators as such are for example from: "ACTUATOR 96, 5 th International Conference an New Actuators, 26-28 June 1996, Bremen, s. 367-369 ". Specifically known, two Li near actuators, which are made of a shape memory alloy hen to arrange biased against each other in order to Carry out switching operations. Everyone has the Akto ren a meandering structure, as well as a stationary and a moving end. Finally the actuator is on a ceramic substrate.

Ausgehend davon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, mit solchen Aktoren eine Mikrosicherung mit Milli meterabmessungen zum Unterbrechen und Schließen eines elektrischen Stromkreises zu schaffen.Based on this, it is the task of the present inventor with a micro fuse with milli meter dimensions for interrupting and closing a electrical circuit to create.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale vor, die in ihrer Gesamtheit im Anspruch 1 angeführt sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Merkmalen der Unteransprüche zu sehen.To achieve the object, the invention proposes the features before, cited in its entirety in claim 1 are. Advantageous embodiments of the invention are to be seen in the features of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Mikrosicherung ermöglicht eine auto matische Unterbrechung eines elektrischen Lastkreises oberhalb einer kritischen Stromstärke. Durch Strombeauf schlagung eines ersten Steuerkreises kann der Lastkreis wieder geschlossen werden. Mit Hilfe eines zweiten Steuer kreises nach der Ausführungsvariante kann die Unterbre chung des Lastkreises zusätzlich nach Bedarf unterbrochen werden. Die Mikrosicherung kann eine sehr geringe Bau größe von wenigen mm aufweisen. Es ist zu seiner Reali sierung nur ein einziges FGL-Mikrobauteil erforderlich. Aufgrund des intrisischen FGL-Effektes ist die Siche rungsfunktion sehr zuverlässig. Die Bewegung erfolgt rei bungsfrei, wobei hohe Kräfte im Kontaktbereich bei aus reichenden Stellwegen zur galvanischen Kontaktunterbre chung erzielt werden.The micro fuse according to the invention enables an auto automatic interruption of an electrical load circuit above a critical current. By current The load circuit can create a first control circuit be closed again. With the help of a second tax circle according to the design variant, the undersize load circuit interrupted as required become. The micro fuse can be a very small construction have a size of a few mm. It is his reali only a single SMA micro component is required. Due to the intrinsic SMA effect, the security is function very reliably. The movement takes place exercise-free, with high forces in the contact area when out sufficient travel paths for galvanic contact break be achieved.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden und anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Details of the invention are set forth below and with reference to of the figures explained in more detail. Show it:

Fig. 1 Mikrosicherung in einer ersten Ausführung in per spektivischer Darstellung, Fig. 1 micro capture, in a first embodiment in per spectral representation shear TiVi

Fig. 2 Mikrosicherung geöffnet Fig. 2 micro fuse opened

Fig. 3 Mikrosicherung geschlossen Fig. 3 micro fuse closed

Fig. 4 zweite Ausführung der Mikrosicherung. Fig. 4 second embodiment of the micro fuse.

Materialien aus Formgedächtnislegierungen FGL zeigen beim Übergang von einer martensitischen Phase unterhalb der Phasenübergangstemperatur des Materials zu einer austeni tischen Stammphase durch Erwärmung über die Phasenüber gangstemperatur eine thermoelastische Phasentransforma tion. Unterhalb der Phasentransformationstemperatur ist das Formgedächtnis-Material um mehrere Prozent plastisch deformierbar. Das Material verbleibt im deformierten Zu stand, solange bis es über die Phasentransformationstem peratur erwärmt wird, wobei es unter erheblicher Krafter zeugung wieder seine ursprüngliche Gestalt (Gedächtnisge stalt) annimmt. Im martensitischen Zustand lassen sich federnde FGL-Bauteile leicht auslenken, bei Erwärmung über die Phasentransformationstemperatur nehmen sie dage gen einen erheblich steiferen Zustand an. Dieser Effekt wird auch Ein-Weg-Effekt genannt, da er nur bei Tempera turänderung in einer Richtung (Erwärmung) auftritt. Die Gedächtnisgestalt kann durch bestimmte thermomechanische Verfahren eingestellt werden. So kann man auch den Form gedächtniseffekt zusätzlich bei Rücktransformation (Abkühlung) einstellen. In diesem Fall spricht man auch von Zwei-Weg-Effekt. Die maximale Krafterzeugung bei Rücktransformation ist jedoch wesentlich geringer. Ein technisch interessantes Formgedächtnis-Material ist z. B. NiTi, das reversible Dehnungsänderungen bis 8% zuläßt.Materials made of shape memory alloys FGL show at Transition from a martensitic phase below the Phase transition temperature of the material to an austeni table parent phase by heating over the phases transition temperature is a thermoelastic phase transformation tion. Is below the phase transformation temperature the shape memory material is plastic by several percent deformable. The material remains in the deformed closure stood until it was over the phase transformation test temperature is heated, taking considerable force generation back to its original shape (memory stalt) assumes. In the martensitic state, Slightly deflect resilient SMA components when heated They take about the phase transformation temperature to a considerably more rigid condition. This effect is also called a one-way effect because it is only used in tempera change in one direction (warming) occurs. The Memory shape can be determined by certain thermomechanical Procedure can be set. So you can also shape memory effect additionally in the case of reverse transformation Set (cooling). In this case you also speak of two-way effect. The maximum force generation at Reverse transformation is, however, much less. A technically interesting shape memory material is e.g. B. NiTi, which allows reversible elongation changes up to 8%.

Die neue Mikrosicherung ist zum Unterbrechen und Schlie ßen eines elektrischen Stromkreises in der Mikrotechnik vorgesehen. Sie weist als Stellglied mindestens zwei ebe ne, gegeneinander arbeitende Linearaktoren (Aktor), einen ersten 1 und einen zweiten 2, aus je zwei mäanderförmigen Strukturen 3, 4 und 5, 6 als Stellelemente auf. Die Stell elemente bestehen hier beispielsweise aus zwei ge falteten Planarfedern, die über ein Übergangsstück 9 mit einander gekoppelt sind und sich in einem mechanisch vor gespannten Zustand befinden. Beide Planarfedern aus FGL sind so konditioniert, daß sie in ihrer austenitischen Hochtemperaturphase entweder eine unausgelenkte oder vollständig ausgelenkte Gedächtnisgestalt annehmen. Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen be nutzen eine unausgelenkte Gedächtnisgestalt. Beide Akto ren 1, 2 besitzen je ein ortsfestes 7 und ein bewegliches Arbeitsende 8, wobei die beiden beweglichen durch das Übergangsstück 9 miteinander verbunden sind. Das Über gangsstück 9 bildet gleichzeitig als ein gemeinsames Teil beider Aktoren 1, 2 die Verbindung zwischen den Struktu ren 3, 4 sowie 5, 6. Alle diese Elemente sowie die Kalot te 10 bestehen als ein Teil aus strukturierter Folie ei ner elektrisch leitfähigen FGL, in der durch Phasen transformation in den Aktoren 1, 2 Kräfte in einander entgegengesetzter Richtung erzeugt werden. Diese Kräfte werden durch Ohmsche Erwärmung freigesetzt, da die Struk tur zum Teil Bestandteil von Stromkreisen ist und dadurch teilweise über die Phasentransformationstemperatur er wärmt werden kann. Dazu spielen bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung der Mikrosicherung zwei Stromkreise eine Rolle. Der erste ist der zu schaltende Last- oder Schaltkreis. Er wird von dem zweiten Aktor 2, dem Übergangsstück 9 und der Kalotte 10 sowie der Klemm vorrichtung 11 des Schaltkontaktes und den zugehörigen Anschlüssen 12, 13 gebildet. Der zweite Stromkreis ist ein Steuerkreis zum Schließen des Lastkreises, der von dem ersten Aktor 1, dem Übergangsstück 9 sowie den An schlüssen 14, 15 gebildet wird. Der Schaltkontakt 10, 11 im Lastkreis ist als lösbare Klemmvorrichtung ausgebil det, die das reversible Öffnen und Schließen der elektri schen und mechanischen Verbindung im Lastkreis ermög licht. Die Klemmvorrichtung 10, 11 ist dabei so dimen sioniert, daß der Kontakt bei niedrigen Stromstärken im Lastkreis aufrechterhalten werden kann und der Kontaktwi derstand genügend erniedrigt ist.The new micro fuse is designed to interrupt and close an electrical circuit in micro technology. As an actuator, it has at least two plane, mutually working linear actuators (actuator), a first 1 and a second 2 , each of two meandering structures 3 , 4 and 5 , 6 as actuating elements. The actuating elements consist here, for example, of two ge-folded planar springs which are coupled to one another via a transition piece 9 and are in a mechanically pre-tensioned state. Both planar springs made of FGL are conditioned in such a way that they assume either an undeflected or fully deflected memory shape in their austenitic high-temperature phase. The embodiments shown in FIGS. 1 to 4 use an undeflected memory shape. Both actuators 1 , 2 each have a stationary 7 and a movable working end 8 , the two movable ones being connected to one another by the transition piece 9 . The transition piece 9 forms at the same time as a common part of both actuators 1 , 2 the connection between the structures 3 , 4 and 5 , 6. All these elements and the calotte te 10 consist as part of a structured foil egg ner electrically conductive SMA, in the phase transformation in the actuators 1 , 2 forces are generated in opposite directions. These forces are released by ohmic heating, since the structure is partly a component of electrical circuits and can therefore be partly warmed via the phase transformation temperature. For this purpose, two circuits play a role in the embodiment of the micro fuse shown in FIGS . 1 to 3. The first is the load or circuit to be switched. It is formed by the second actuator 2 , the transition piece 9 and the calotte 10 and the clamping device 11 of the switching contact and the associated connections 12 , 13 . The second circuit is a control circuit for closing the load circuit, which is formed by the first actuator 1 , the transition piece 9 and the connections 14 , 15 . The switch contact 10 , 11 in the load circuit is ausgebil det as a releasable clamping device, which enables the reversible opening and closing of the electrical and mechanical connection's in the load circuit. The clamping device 10 , 11 is dimensioned so that the contact can be maintained at low currents in the load circuit and the Kontaktwi resistance is sufficiently reduced.

Die Aktoren 1, 2 der beiden Stromkreise sind so ausge legt, daß bei Strombeaufschlagung des Aktors 1 und geöff netem Schaltkontakt 10, 11 im Steuerkreis die Kraft in Stellrichtung des Aktors 1 gegenüber der Rückstellkraft des Aktors 2 und der Haltekraft des Schaltkontaktes 10, 11 überwiegt. Außerdem überwiegt bei Stromstärken ober halb der Grenzstromstärke im Lastkreis die Rückstellkraft des Aktors 2 gegenüber der Kraft des Aktors 1 in Stell richtung und der Klemmkraft. Die Grenzstromstärke im Lastkreis wird durch die Abmessungen des Aktors 2 fest gelegt. Das Übergangsstück 9 zwischen den beiden Aktoren 1, 2 ist so dimensioniert, daß beide Aktoren 1, 2 ther misch hinreichend voneinander entkoppelt sind, so daß bei Strombeaufschlagung des Aktors 1 im Steuerkreis die Tem peratur des Aktors 2 unterhalb dessen Phasentransforma tionstemperatur bleibt. An dem Übergangsstück 9 ist der Schaltkontakt aus den Teilen 10, 11 in den Lastkreis ein geschaltet, der durch die Formänderung eines der beiden Aktoren 1, 2 geöffnet und durch die Formänderung des je weils anderen wieder geschlossen wird. Wie bereits er wähnt, besteht der erste der Aktoren 1 aus den zwei ne beneinanderliegenden Strukturen 3, 4, die an ihren Ar beitsenden 8 mittels des Übergangsstückes 9 miteinander verbunden sind. Bei den Ausführungsbeispielen ist zwi schen diesen Strukturen 3, 4 der Schaltkontakt 10, 11 an geordnet, wobei die eine Hälfte 10 des Schaltkontaktes 10, 11 an dem Übergangsstück 9 zwischen den Arbeitsenden 8 elektrisch leitend, die andere Hälfte 11 zwischen den Strukturen 3, 4 des ersten Aktors 1, jedoch elektrisch von diesen und der übrigen Struktur getrennt angebracht ist. Wie bereits vorstehend erwähnt, besteht die eine Hälfte des Schaltkontaktes 10, 11 aus der Kalotte 10, die andere Hälfte aus einer die Kalotte 10 aufnehmenden Klemmvorrichtung 11, deren Klemmkraft durch die Formände rung eines der Aktoren 1 oder 2 überwindbar ist und die über den Anschluß 13 kontaktiert ist. Damit ist der über das Übergangsstück 9 mit dem Schaltkontakt 10, 11 verbun dene zweite Aktor 2 Bestandteil des Strompfades des zu schaltenden Strom-/Lastkreises und der um den Schaltkon takt 10, 11 gelegene erste Aktor 1 bildet einen davon ge trennten ersten Steuerkreis mit eigenem Strompfad. Die offenen Enden/Anschlüsse 12, 14, 15 an der ortsfesten Seite 7 der beiden Aktoren 1, 2 sind als mechanische Hal testrukturen und zugleich elektrische Kontakte ausgebil det, mittels derer die Strukturen 3, 4, 5, 6 und 21, 22 der Aktoren 1, 2 und 20 durch Stromaufgabe erwärmbar sind.The actuators 1 , 2 of the two circuits are laid out so that when current is applied to the actuator 1 and geöff netem switching contact 10 , 11 in the control circuit, the force in the actuating direction of the actuator 1 outweighs the restoring force of the actuator 2 and the holding force of the switching contact 10 , 11 . In addition, the restoring force of the actuator 2 outweighs the force of the actuator 1 in the actuating direction and the clamping force at currents above half the limit current in the load circuit. The limit current in the load circuit is determined by the dimensions of the actuator 2 . The transition piece 9 between the two actuators 1 , 2 is dimensioned so that the two actuators 1 , 2 are sufficiently mixed therebetween, so that when the actuator 1 is energized in the control circuit, the temperature of the actuator 2 remains below its phase transformation temperature. At the transition piece 9 , the switch contact from the parts 10 , 11 is switched into the load circuit, which is opened by the change in shape of one of the two actuators 1 , 2 and is closed again by the change in shape of the other. As he already mentioned, the first of the actuators 1 consists of the two ne adjacent structures 3 , 4 , which are connected at their Ar ends 8 by means of the transition piece 9 . In the exemplary embodiments, the switch contact 10 , 11 is arranged between these structures 3 , 4 , one half 10 of the switch contact 10 , 11 on the transition piece 9 between the working ends 8 being electrically conductive, the other half 11 between the structures 3 , 4 of the first actuator 1 , but is attached electrically separately from this and the rest of the structure. As already mentioned above, one half of the switching contact 10 , 11 consists of the calotte 10 , the other half of a calotte 10 receiving the clamping device 11 , the clamping force tion of one of the actuators 1 or 2 can be overcome and the connection 13 is contacted. This is the via the transition piece 9 with the switching contact 10 , 11 connected unit 2 actuator 2 part of the current path of the circuit to be switched / load circuit and the switch 10 , 11 located around the Schaltkon first actuator 1 forms a separate ge control circuit with its own Rung. The open ends / connections 12 , 14 , 15 on the fixed side 7 of the two actuators 1 , 2 are designed as mechanical holding structures and at the same time electrical contacts are formed, by means of which the structures 3 , 4 , 5 , 6 and 21 , 22 of the actuators 1 , 2 and 20 are heated by electricity.

Die gesamte Mikrosicherung ist nun, wie aus dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich, auf einer nicht leitenden Substratplatte 16 aufgebaut. Dazu sind auf ihr, bei der dargestellten Form vier, in einem bestimmten Abstand befindliche Kontaktelemente 17, 18, 19 fest aufgebracht, in denen die Anschlüsse 12, 14, 15 elektrisch leitend sitzen und eine Stromverbindung herstellen. Beide Aktoren 1, 2 mit dem Übergangsstück 9 und der daran sitzenden Kalotte 10 bilden ein frei beweg liches FGL-Stellglied zwischen den festen Kon taktelementen 17, 18, 19, in denen die Anschlüsse 12, 14, 15 fest sitzen. Auf diese Weise werden die erwähnten En den der Aktoren 1, 2 gegenüber der Substratplatte 16 ortsfest fixiert. Der Abstand der Kontaktelemente 17, 18, 19 ist so gewählt, daß die Aktoren 1, 2 in bestimmtem Ma ße gegeneinander vorgespannt sind.The entire micro fuse is now, as can be seen from the exemplary embodiment shown in FIG. 1, built up on a non-conductive substrate plate 16 . For this purpose, four, at a certain distance, contact elements 17 , 18 , 19 , in which the connections 12 , 14 , 15 sit in an electrically conductive manner and establish a power connection, are firmly attached to it. Both actuators 1 , 2 with the transition piece 9 and the calotte 10 sitting thereon form a freely moveable SMA actuator between the fixed contact elements 17 , 18 , 19 , in which the connections 12 , 14 , 15 are firmly seated. In this way, the mentioned En of the actuators 1 , 2 are fixed in place relative to the substrate plate 16 . The distance between the contact elements 17 , 18 , 19 is selected so that the actuators 1 , 2 are biased against each other to a certain extent.

In der Fig. 4 ist eine zweite Ausführung der Mikrosiche rung nach der Erfindung dargestellt. Diese ist mit der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung in allen Po sitionsziffern bis 19 identisch, jedoch um einen zusätz lichen dritten Aktor 20 erweitert. Dieser Aktor 20 aus zwei mäanderförmigen Strukturen 21, 22 ist an dem Über gangsstück 9 parallel zu dem zweiten Aktor 2 neben diesem mit seinem Arbeitsende 23 so angebracht, daß er mit dem Übergangsstück 9 zusammen einen separaten Stromkreis als zweiten Steuerkreis bildet. Dieser zweite Steuerkreis er möglicht das getrennte Lösen des Schaltkontaktes 10, 11 ohne Erwärmung oder Beeinflussung des Aktors 2 im Last kreis. Die Strukturen 21, 22 des zusätzlichen Aktors 20 weisen ebenfalls Anschlüsse 24, 25 auf, die wie die der anderen Aktoren 1, 2 in Kontaktelementen 26, 27 auf der Substratplatte 16 sitzen.In FIG. 4 is a second embodiment of the micro Siche tion according to the invention. This is identical to the embodiment shown in FIGS . 1 to 3 in all position numbers up to 19, but expanded by an additional third actuator 20 . This actuator 20 of two meander structures 21, 22 is transition piece on the over 9 mounted parallel to the second actuator 2 in addition to this with its working end 23 so as to together form a separate circuit than the second control loop with the transition piece. 9 This second control circuit he enables the separate release of the switch contact 10 , 11 without heating or influencing the actuator 2 in the load circuit. The structures 21 , 22 of the additional actuator 20 likewise have connections 24 , 25 which, like those of the other actuators 1 , 2 , are seated in contact elements 26 , 27 on the substrate plate 16 .

Das Schließen des Schaltkontaktes 10, 11 im Lastkreis bei beiden Ausführungen wird durch Strombeheizung der Struk turen des Aktors 1 im Steuerkreis über ihre Phasentrans formationstemperatur durchgeführt. Nach Schließen des Lastkreises kann der Strom im Steuerkreis wieder abge schaltet werden, da die Klemmkraft zur Aufrechterhaltung des Kontaktes im Lastkreis ausreicht. Wenn bei der Aus führung nach den Fig. 1 bis 3 die Stromstärke im Last kreis über einen kritischen Wert steigt, so steigt die Temperatur des Aktors 2 über die Phasentransformations temperatur, so daß dessen Kraft über die Kraft der Klemm vorrichtung 11 dominiert und der Kontakt an der Klemmvor richtung 11 geöffnet wird. Bei der Ausführung nach der Fig. 4 wird dieses Öffnen auch durch separates Erwärmen des dritten Aktors 20 erzielt.The closing of the switch contact 10 , 11 in the load circuit in both versions is carried out by current heating the structures of the actuator 1 in the control circuit via their phase transformation temperature. After closing the load circuit, the current in the control circuit can be switched off again, since the clamping force is sufficient to maintain contact in the load circuit. When in the off guide according to FIGS. 1 to 3, the current intensity in the load circuit over a critical value rises, so the temperature of the actuator 2 rises above the phase transformation temperature, so that its power device via the force of the clamping dominates 11 and the contact on the Klemmvor direction 11 is opened. In the embodiment according to FIG. 4, this opening is also achieved by heating the third actuator 20 separately.

Als Ausgangsmaterial zur Herstellung der gesamten Struk tur der Mikrosicherung dienen dünne Filme, Folien oder gewalzte Bleche aus FGL mit typischen Dicken D im Bereich von 20 bis 200 µm. Dünne Filme aus FGL können mit Sput terverfahren und nachfolgender thermomechanischer Behand lung hergestellt werden. Folien aus FGL im Dickenbereich von 50 µm können z. B. mit dem "Melt-Spinning"-Verfahren realisiert werden. Folien können heute durch Walzen schmelzmetallurgisch hergestellter FGL Bleche in allen Dickenbereichen realisiert werden. In gewissen Grenzen kann die Dicke auch durch chemische Ätzverfahren auf den gewünschten Wert eingestellt werden.As a starting material for the production of the entire structure Thin films, foils or are used for microsecurity rolled sheets of SMA with typical thicknesses D in the area from 20 to 200 µm. Thin films from FGL can be sput process and subsequent thermomechanical treatment be produced. Foils made of SMA in the thickness range of 50 µm z. B. with the "melt spinning" process will be realized. Films can now be rolled SME sheets produced by melt metallurgy in all Thickness ranges can be realized. Within certain limits the thickness can also be determined by chemical etching desired value can be set.

Die Mikrostrukturierung des Ausgangsmaterials in die ge wünschte Form der Struktur der Mikrosicherung kann durch Laserschneiden, Erodieren oder durch ein lithographisches Verfahren durchgeführt werden. Als lithographisches Ver fahren wird insbesondere das elektrolytische Photoätzver fahren bevorzugt. Dabei wird ein geeigneter Photolack auf das Material aufgebracht, der dann optisch durch Schat tenwurf oder direkte Laserschreibverfahren belichtet und nachfolgend entwickelt wird. Der so erzeugte mikrostruk turierte Photolack dient als Schutzmaske beim nachfolgen den elektrolytischen Ätzprozeß, bei dem die ungeschützten Teile in einem elektrolytischen Bad bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes selektiv entfernt werden. Aufgrund der hohen chemischen Beständigkeit von FGL-Materialien eignen sich die elektrolytischen Ätzverfahren hier beson ders gut.The microstructuring of the starting material in the ge Desired form of the structure of the microsecurity can Laser cutting, eroding or by a lithographic Procedures are carried out. As a lithographic ver The electrolytic photoetching will drive in particular prefer to drive. A suitable photoresist is applied the material applied, which is then optically by Schat exposure or direct laser writing process is subsequently developed. The microstructure generated in this way Tured photoresist serves as a protective mask when following the electrolytic etching process in which the unprotected Parts in an electrolytic bath in the presence of a electrical field can be selectively removed. Because of the high chemical resistance of SMA materials the electrolytic etching processes are particularly suitable here good.

Claims

1.Micro-fuse (MEMS), for interrupting and closing an electrical circuit with the following features:

a) the microswitch has at least two flat, mutually preloaded linear actuators ( 1 , 2 ) made of meandering structures ( 3 , 4 , 5 , 6 ) as control elements, each with a fixed ( 7 ) and a movable ( 8 ) working end made of a structured foil electrically conductive shape memory alloy FGL on,
b) in the control elements ( 3 , 4 , 5 , 6 ), forces are generated in opposite directions by phase transformation
c) the control elements ( 3 , 4 , 5 , 6 ) are partly part of the electrical circuit,
d) against each other lying movable working ends (8) of the linear actuators (1, 2) are connected by a transition piece (9 connected) to each other, wherein, at the transition piece (9) includes a switching contact (10, 11) arranged in the electrical circuit
e) the switching contact ( 10 , 11 ) is opened by the change in shape of one of the linear actuators ( 1 , 2 ) and closed by the change in shape of the other linear actuator ( 1 , 2 ).

2. Micro fuse according to claim 1, characterized by the further features:

a) the first linear actuator ( 1 ) consists of at least two adjacent, meandering structures ( 3 , 4 ) which are connected to each other at their movable working ends ( 8 ) via the transition piece ( 9 ) and between or next to each other the switching contact ( 10 , 11 ) record
b) one half ( 10 ) of the switching contact ( 10 , 11 ) on the transition piece ( 9 ) is electrically conductive, the other half ( 11 ) between or next to the meandering structures ( 3 , 4 ) of the first linear actuator ( 1 ), but brought separately from this and the rest of the structure.

3. Micro fuse according to claim 2, characterized by the further features:

a) one half of the switch contact ( 10 , 11 ) be from a calotte ( 10 ), the other half of the switch contact ( 10 , 11 ) from a Ka this ( 10 ) receiving clamping device ( 11 ), the clamping force by the change in shape one of the linear actuators ( 1 , 2 ) can be overcome in both directions when opening and closing.

4. Micro fuse according to claim 2 or 3, characterized by the further features:

a) the second linear actuator ( 2 ) connected to the switching contact ( 10 , 11 ) via the transition piece ( 9 ) is part of the current path of the current / load circuit to be switched, the first linear actuator located around the switching contact ( 10 , 11 ) ( 1 ) forms a separate first control circuit with its own current path.

5. Micro fuse according to claim 4, characterized by the further features:

a) on the transition piece ( 9 ) is parallel to the second linear actuator ( 2 ) next to this, a third linear actuator ( 20 ) from two meandering structures ( 21 , 22 ) with their working ends ( 23 ) is brought into the transition piece ( 9 ) together form a separate circuit as a second control circuit.

6. Micro fuse according to claim 5, characterized by the further features:

a) all linear actuators ( 1 , 2 ; 20 ) and the switching contact ( 10 , 11 ) actuated thereby are a common part of the structured foil made of the shape memory alloy FGL, the linear actuators ( 1 , 2 ; 20 ) being largely thermally decoupled from each other are.

7. Micro fuse according to one of claims 5 or 6, characterized by the further features:

a) the open ends at the fixed end of all linear actuators ( 1 , 2 ; 20 ) are designed as contacts ( 12 , 14 , 15 ; 24 , 25 ), by means of which the meandering structures ( 3 , 4 , 5 , 6 ; 21 , 22 ) of the linear actuators ( 1 , 2 ; 20 ) can be heated by applying current.