Design considerations for a practical electrostatic micro-motor

Trimmer, William S.; Gabriel, K.J.

doi:10.1016/0250-6874(87)80016-1

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“…La limite est donnée par le champ de claquage (dans l'air, environ 3. 10 4 V/cm sur 1 cm mais >1 10 6 V/cm dans la gamme 1-500 µm) [2,3]. On peut remarquer qu'aux dimensions du micron, la densité de puissance mécanique est comparable à celles des systèmes magnétiques rendant de fait la réalisation par des procédés découlant de la microélectronique très attractif.…”

Section: Introductionunclassified

Microsystèmes à actionnement électrostatique: conception, modélisation et caractérisation

Camon¹,

Fourniols²,

Muratet³

et al. 2003

J3eA

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RésuméCet article s'appuiera sur deux exemples d'actionneur électrostatique (micro-moteur, micro-miroir) 2. Micro-moteur électrostatique. Technologies de fabrication et principe de fonctionnementLa réalisation d'un micro-moteur électrostatique vers la fin des années 80 à Berkeley [4,5] a été un événement qui illustra spectaculairement les potentialités des technologies de micro-usinage de surface, caractérisé par la fabrication de structures à partir de films minces. Originellement employés pour la fabrication de circuits intégrés, les matériaux utilisés sont des poly-siliciums fortement dopés pour être conducteurs, des oxydes et nitrures de silicium. En utilisant la sélectivité de gravure entre ces matériaux, une libération de couches peut être réalisée, permettant la fabrication de structures tridimensionnelles auto assemblées. La figure 1 illustre les principales étapes de la fabrication. La première couche structurale de poly-silicium sert de plan de masse, la deuxième pour la réalisation du stator et du rotor, la dernière pour le verrou central jouant le rôle d'axe. Nous pouvons d'ailleurs remarquer, qu'aujourd'hui, la majorité des fonderies industrielles ou académiques offrant du Multi Project Wafer, comme CRONOS, propose du micro-usinage de surface à trois couches structurales.

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Section: Introductionunclassified

Microsystèmes à actionnement électrostatique: conception, modélisation et caractérisation

Camon¹,

Fourniols²,

Muratet³

et al. 2003

J3eA

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“…The comb drive actuators have been employed to drive optical choppers [46] and bar-code scanners [47]. Another electrostatic actuator is gap-closing actuators [48], [49]. They have larger force but smaller displacement.…”

Section: Microactuatorsmentioning

confidence: 99%

Micromachining for optical and optoelectronic systems

1997

Proc. IEEE

246

101

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“…At an early stage of development, a number of publications presented arguments favoring electrostatic over magnetic microactuation [3]. Nevertheless, magnetic microactuators offer considerable performance advantages [4,5], for example large actuation forces, large deflections, low driving voltages resulting from low input impedances, and robustness under harsh environments.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Implementation of Synchronous Micromotor in Developing Integrated Microfluidic Systems

et al. 2014

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This paper introduces the synchronous micromotor concept and presents new investigations on its application as an integrated driving mechanism in microfluidic systems. A spiral channel viscous micropump and a microstirrer are considered and tested as examples to verify the concept. The fabrication technology of such integrated systems is based on UV depth lithography, electroplating and soft lithography. The synchronous micromotor consists of a stator including double layer coils, and a rotor disk containing alternate permanent magnets. The coils are distributed evenly around the stator and arranged in three phases. The phases are excited by sinusoidal currents with a corresponding phase shift resulting in a rotating magnetic field. Regarding the spiral channel viscous micropump, a spiral disk was fixed onto the rotor disk and run at different rotational speeds. Tests showed very promising results, with a flow rate up to 1023 µL·min −1 at a motor rotational speed of 4500 rpm. Furthermore, for the application of a microstirred-tank bioreactor, the rotor disk design was modified to work as a stirrer. The performance of the developed microbioreactor was tested over a time period of approximately 10 h under constant stirring. Tests demonstrated the successful cultivation of S. cerevisiae through the integration of the microstirrer in a microbioreactor system. These systems prove that synchronous micromotors are well suited to serve as integrated driving mechanisms of active microfluidic components. OPEN ACCESSMicromachines 2014, 5 443

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Design considerations for a practical electrostatic micro-motor

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