MEMS扫描镜机电特性测量系统的设计

本文在微机电(MEMS)技术上设计并加工出了一种新型基于SOI工艺的谐振式微扫描镜,设计了MEMS扫描镜机电特性测量系统,对MEMS扫描镜的工作原理、机电特性、系统测量方法、系统方案实现和系统精度评定等方面进行了研究.首先,介绍了MEMS扫描镜的工作原理,对其结构设计及机电特性进行了研究.其次,研究了MEMS扫描镜的频...     

浅析微机电系统（MEMS）的发展瓶颈及趋势

文章简要介绍微机电系统（MEMS）的发展现状及应用，并根据发展和应用现状分析MEMS发展的瓶颈和面临的问题。在此基础上，阐述MEMS的发展趋势。     

机械CAD系统中的型材标准数据管理及参数化设计

利用基于AutoCAD2000的VBA(Visual Basic for Application)技术进行机械设计CAD系统的开发。讨论了VBA技术在CAD系统二次开发中的作用，提出了一种以数据库和参数化设计为技术支撑的CAD标准数据库的实现机制与组织方式。从型材CAD系统建立的基本原则展开分析，对型材CAD的体系结构，系统总体设计，标准数据库的设计及几何图形程序库的设计进行了详细的论述。实现了常用型材标准数据信息的管理及辅助设计。     

频闪干涉仪在微机电系统动态表征中的应用

微机电系统(MEMS)测试的主要目的是为工程开发中的设计和模拟过程提供数据反馈，其中一个重要方面就是MEMS器件动态特性的高速可视化．介绍了一种基于计算机控制的频闪干涉测试系统，用来测量可动MEMS器件的离面运动，实现了纳米级分辨力，该系统采用改进的相移干涉算法，使用一个大功率激光二极管(LD)作为频闪照明的光源，可以实现1MHz范围内大幅值(十几微米)的微运动测量，这种高离面灵敏度的测量方法特别适合进行微机械(光学)元件的动态特性测量．通过研究一个多晶硅微谐振器的动态特性说明了系统的强大功能。     

系统级模拟的MEMS器件宏模型

MEMS器件的系统级模拟是实现器件优化的重要环节，常用的MEMS器件系统级模拟方法是基于宏模型，该宏模型要能与电路模拟软件相连接，再用电路模拟软件进行系统级模拟，因此，关键是如何建立能满足此种要求的宏模型，本介绍了常用的等效电路宏模型和硬件描述语言宏模型的建立方法以及这两种宏模型的优缺点。     

微机电系统(MEMS)与纳机电系统(NEMS)

微机电系统(MEMS)和纳机电系统(NEMS)是微米/纳米技术的重要组成部分.MEMS已经在产业化道路上不断发展,NEMS还处于基础研究阶段.本文强调了制造技术是微/纳机电系统发展的基础,在简单地介绍了典型的MEMS和NEMS器件和系统后,讨论了MEMS和NEMS发展中的几个问题和MEMS和NEMS的发展前景.     

开放型CAD系统的设计和开发

介绍了开放型CAD系统的设计思想，它的总体结构、功能以及进行CAD集成、应用集成和Windows集成的策略。可利用它进行交互设计，也可以用它提供的应用接口程序API(Application Interface)中的图形函数库、数学函数库和工具函数库等作为CAD软件的图形开发工具，开发不同的图示化应用系统。根据这一思想，一个开放型的二、三维交互式图形系统——KereCAD系统已经开发成功，并已投入实际应用。     

区间接触网智能CAD系统研究

接触网平面设计具有设计资料种类繁多、设计规则多样性以及机械式重复劳动量大的特点。开发一套精确、智能的CAD系统非常有必要的。针对此需求研究了现有区间接触网CAD系统的一些不足并提出了相应的改善措施。最终开发出一种新型实用性强．智能化程度高的区间接触网CAD系统。     

暖通空调计算机辅助广义设计模式探讨

本文在研究人类设计技能模型的基础上，建立暖通空调广义设计过程模式，提出暖通空调广义设计过程及其CAD系统的信息模型，并以此为基础建立了暖通空调广义CAD系统的框架。     

汽车减振器的CAD系统

文章建立了汽车减振器的非线性数学模型，并用Matlab对减振器系统进行了仿真，开发和设计，介绍了汽车减振器CAD系统的结构和主要功能模块，并把该系统应用到红旗汽车的减振器中，由实验和系统的仿真数据的比较得出，该CAD系统有广阔的应用前景。     

集成化MEMS工艺设计技术的研究

针对目前MEMS研究领域中普遍存在的器件设计与加工工艺脱节的问题，提出了一种集成化的MEMS工艺设计技术。即在器件设计的过程中充分考虑加工工艺的特点和制约，提高器件的工艺设计能力和效率．这种工艺设计方法以结构材料、反应材料、工艺设备和环境限制的数据库为基础，从工艺过程为结构材料和反应物之间的物理或化学反应的角度出发，提炼出了工艺设计规则；在设计过程中，结合版图尺寸和具体的工艺参数，对工艺过程中器件结构二维断面上的所有结构材料的状态和图形进行计算和记录，并以此信息为依据结合设计规则判断工艺流程的合理性，并把相应的工艺信息、材料信息等代入器件的结构分析中去，实现MEMS器件的集成化工艺和结构设计．最后三维可视化设计工具IMEE1．0实现了集成化的设计技术，并通过对一个结构比较复杂的气体传感器进行设计和制作。验证了这种集成化工艺设计技术的可行性和实用性．     

MEMS版图自动生成与工艺匹配系统研究

根据MEMS工艺设计的特点提出了反馈式专家系统运作方式,并据此给出了MEMS版图自动生成与工艺匹配系统的体系结构.同虚拟MEMS加工工艺相比,该系统可实现工艺流水的逆向推理流程,由此,进一步给出了系统逆向推理所需的专家规则描述方式和推理机实现方法,并实现了一个原型系统,该系统可实现由两种标准MEMS工艺制作器件的版图自动生成与工艺匹配工作,初步验证了系统的可行性.     

MEMS变发射率真空热控器件研究进展

变发射率热控技术是空间环境下的重要热控手段.微小卫星质量轻,尺寸小,功耗低及其真空环境工作等特点对热控系统提出了新的要求,相应热控器件应具有小质量、大发射率调节比、关闭状态漏热小、响应快等特点.MEMS技术由于其设计灵活性高、功耗低及器件体积、重量方面的优势,可很好地满足这类器件的要求.本文重点对基于MEMS技术的微百页窗,微热开关,微静电换热器等技术的研究进展、关键技术与适用范围进行了归纳总结,将基于MEMS技术的变发射率器件和基于材料研究的电致变色和热致变色这两种技术进行了对比分析,指出了MEMS技术在微小卫星变发射率热制器件中的发展趋势和潜力.     

虚拟MEMS加工工艺建模、实现与系统验证

利用虚拟现实技术对MEMS加工工艺进行仿真,并将其引入设计环节,最终可以解决MEMS生产中设计与加工脱节的问题。MEMS加工工艺的核心是工艺模型。首先,在深入分析单步MEMS加工工艺的基础上给出了规则描述的工艺模型,其次,利用专家系统技术实现了系统。进一步用一种全新的器件微流量泵的工艺设计和虚拟加工过程验证了系统的可扩充性。     

微结构运动特性表征中的全场三维重建方法

微机电系统(MEMS)测试的主要目的是为工程开发中的设计和模拟过程提供数据反馈,其中一个重要方面就是MEMS器件运动特性的高速可视化。基于计算机控制的频闪干涉测试系统,文中提出了一种时间轴和空间轴双向解包裹的干涉条纹分析方法,实现了MEMS器件离面运动参数的精确测量,并与微结构平面结构图像模板相结合,可以进行MEMS器件全视场运动的分析,达到了纳米级分辨力。     

一种新型MEMS倾角仪的设计及测试

设计了一种新结构的 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 倾角仪, 该倾角仪基于压阻测量, 采用 SOI 工艺和后续加工完成. 描述了该 MEMS 倾角仪的设计、测试及其角度解算方法. 进行了角度测试实验, 结果证明了解算值与实际值符合良好, 且该倾角仪具有很高的灵敏度和 360°的测量范围.     

微机电器件的稳健设计

微机电系统（MEMS）是一个新兴的跨学科研究领域,成本和可靠性是MEMS商品化的关键。与传统的机械加工和IC加工相比,MEMS加工的尺寸偏差比较大,而且很难控制,因此需要在设计过程中充分考虑加工的不确定性。稳健设计可以在不提高制造成本的前提下提高设计方案的稳健性。稳健优化设计方法主要包括 Taguchi方法和基于容差模型的方法,后者特别适合于处理带约束的优化设计问题。以微加速度计和微阀为例给出了稳健设计在MEMS设计中的应用,验证了稳健设计可以显著提高MEMS器件的信噪比。     

静电梳驱动RF MEMS滤波器动力学分析

静电梳驱动硅微机械滤波器在RF通信领域有重要应用。从振动力学的角度,对硅微机械滤波器的力电耦合动态特性进行分析。分析结果表明:硅微机械滤波器输出电压V_o(t)与梳状振子振动速度成正比。谐振状态下,静电力包含直流分量和倍频分量。直流偏置电压V_p可消除系统倍频振动,为后续检测电路设计提供便利。     

Structural design of high-performance capacitive accelerometers using parametric optimization with uncertainties

Electrostatic or capacitive accelerometers are among the highest volume microelectromechanical systems (MEMS) products nowadays. The design of such devices is a complex task, since they depend on many performance requirements, which are often conflicting. Therefore, optimization techniques are often used in the design stage of these MEMS devices. Because of problems with reliability, the technology of MEMS is not yet well established. Thus, in this work, size optimization is combined with the reliability-based design optimization (RBDO) method to improve the performance of accelerometers. To account for uncertainties in the dimensions and material properties of these devices, the first order reliability method is applied to calculate the probabilities involved in the RBDO formulation. Practical examples of bulk-type capacitive accelerometer designs are presented and discussed to evaluate the potential of the implemented RBDO solver.     

MEMS器件虚拟运行中运动规律求解器的设计与实现

针对虚拟运行（在器件动态模型的基础上对MEMS器件运动性能进行评测的设计工具,其作用在于建立MEMS设计参数与器件运行之间的直接联系）中运动规律的联立、求解和实时仿真等问题,分析了几种典型MEMS器件的动态模型,提出了运动规律求解器的设计原理和体系结构,其中包括三项关键技术：物理运动规律在部件库系统中的形式化表示,物理问题自动求解的推理算法,以及离线编译的优化技术。最后,设计和实现了运动规律求解器原型系统,并在该系统中测试了微泵的虚拟运行,达到了通过修改阀片设计参数和膜片驱动参数实时观察虚拟运行中状态相应变化的目标,即在微泵的设计参数与其运行之间建立了直接的关联关系。