現有的研究當中，有許多關於微結構的組裝方式，但是在三維立體的微致動器 與感測器，主要著重於結構的設置與定位，並沒有適當的裝配方式，可以達到訊號 與能量的傳遞。在以下將會進行前人關於微鉸鏈(micro hinge)與類似的能將結構立體 化的機制，各種組裝(assembly)方式，與幾種電熱式致動器 (Electro-Thermal Actuator) 等相關論文研究。
1.2.1 微鉸鏈 (Micro Hinge)
為了達到使結構立起的目的，其中一種方式是利用面型微加工，在平面上製造 出一平板式的微結構，之後再設計一可使立體微結構旋轉立起的機構即可。在 1992 年，Pister 等人利用了多晶矽微鉸鏈製造出了三維立體結構[1]，如圖表 1-1，利用兩 層的犧牲層與兩層的結構層去建構出活動的板狀結構與鉤環的部分，藉由鉤環(staple) 將活動結構的栓(pin)的部分拘束住，如此便可得到一可立體自由移動的微結構，這
種設計可以達成讓結構有三維方向的自由度，但是並不能進行固定。在這之後還有 彈性鉸鏈(elastic hinge)與無鉸鏈(hingeless)結構的類似設計；在 2002 年，Iwase 等人 提出了彈性鉸鏈的設計[2]，利用結構的彈性形變使用來代替鉸鏈中鉤環的部分，因
此將微結構立起後也不需要用來固定的機構了，如圖表 1-2，0.2 µm 厚的彈性鉸鏈 由鎳構成，而平板狀的微結構則是由磁場力量將其推離平面，另外須搭配適當的固 定機制，才能完成立體結構的固定；至於無鉸鏈立體結構的設計，在2000 年，Syms 等人提出了使用光阻與液體表面張力的設計[3]，藉由加熱使得光阻熔融為液體，則 結構的板狀處則會隨著融化光阻內縮而被抬起，如圖表 1-3，這方法較大的缺點是需 要由控制光阻量來決定三維結構最後固定的角度，不易達到精確。
1.2.2 組裝 (Assembly)
在此處我們所要了解的組裝(asssembly)包含了兩個部分，第一是要先能將的懸浮 結構舉起的機制，第二是要將舉起的結構固定的機制。在過去已經有許多應用鉸鏈 或是其他組裝的方式與施力方式被提出來，在 1995 年 Syms, R.R.A.提出使用銲錫 (solder) [4]與在 1997 年 Ebefors 等人提出使用聚亞醯胺(polyimide) [5]等方式，利用液
體表面張力來整合兩部分的結構；在2002 年 Iwase 等人提出使用磁力的方式[2]，在 2001 年 Kaajakari 與 Lal 提出使用超音波震動的方式[6]，在 2002 年 Lai 等人提出了 使用向心力的方式等[7]。此外，還有利用一些外部的機構設計來增加結構定位的準
確度，在 1999 年，Kevin 等人使用了銲錫融化的液體表面張力當作將結構舉起的力 量[8]，在額外增加自我鎖定機構來增加板狀結構舉起後的角度精度，如圖表 1-4；
在2001 年 Edward 等人，提出了微鉚接(microrivets)的方式[9]，如圖表 1-5，在完成 微鉸鏈製作後，利用探針將板狀結構挑起，經由適當的定位後，再利用鉚釘結構將
其鉚接固定。
此外，還有使用材料熔接方式來組裝結構的設計，在1991 年 Fedder 與 Howe 提 出了以電阻銲(resistive welding)的方式將多晶矽的結構進行接合[10]，如圖表 1-6。
該銲接的方式是用探針施以銲接所需要的壓力，再通以適當的電流使結構接面處產 生高溫與多晶矽結構的熔融，因此微銲接結構的設計需要在機構的接點處產生最高 溫，以避免其他部位的高溫現象造成結構的破壞。在1992 年，Fedder 等人對其之前 的設計進行了改良，提出了利用第二種材料-鋁，來形成銲接時所需要的熔融介質 [11]，如圖表 1-7，此法主要是避免電流通過結構中融化的部位，同時融化的鋁的表 面張力也可提供接合時的拉力，雖然使用了第二種材料，但微銲接的結果也是相當 強壯，而適當的電路設計可避免結構破壞的產生。在2003 年，Zhang 與 Lee 利用了 熱熔接的技術來固定微鏡面(micromirror)的角度[12]，如圖表 1-8，利用 MUMPs 製 程產生的兩層多晶矽結構，在利用靜電力調整好鏡面角度並施予接合壓力後，將設 計成固定用的橋狀結構處通以電壓，使橋狀結構產生熔融而達到接合的目的，此法 可以得到相當準確的結構組裝精確度。
1.2.3 電熱式致動器 (Electro-Thermal Actuator)
當進行微鉸鏈(micro hinge)的製作時，如何將其舉起與定位安裝，對於最後元件 的完成是相當重要的環節，在這些微米(micro)尺度的元件中，若要做到精確的組裝，
可以利用與其一樣具有微米精度的致動器，而電熱式致動器具有輸出力量大、反應
速度慢與局部高溫等特性，這些對於微銲接的應用將會有良好的幫助。以下將介紹 在微機電常用的一些微電熱致動器。在1988 年，W. Riethmuller 與 W. Benecke 提出 應用雙金屬效應(bi-metal effect)做為驅動方式的微致動器[13]，如圖表 1-9，雙金屬 效應是利用不同材料間的熱膨脹係數的差異，當熱致動器溫度上升時，因為不同的 形變量而使致動器產生平面致動，此熱致動器的設計只要能夠有適當的製程與材料 搭配，在驅動上將會有很好的穩定性。而在1992 年，Guckel 等人提出了以鎳為材料 的「U 型電熱式致動器」[14]，如圖表 1-10，應用結構寬度上的差異，使結構依電 阻特性而產生局部高溫，其中寬度相異的懸臂因截面積不同，當電流通過的時候會 有不同的電流密度，因焦耳效應導致結構上產生溫度的變化，當結構上的溫度不一 致時就會產生不一樣的形變量，而使結構產生平面的位移。在1999 年，Que 等人提 出了V 型樑電熱式致動器[15]，如圖表 1-11，該致動器是一對稱的 V 型懸樑結構，
當通入電流時，V 型樑因獲得焦耳熱而受熱膨脹產生形變，造成致動器會往 V 型尖
端的方向產生位移，而V 型電熱式致動器的變形量主要受到 V 型樑的接合角度、尺 寸與輸入電流有關。