用于硅基氮化镓可调微镜的静电梳齿型微驱动器设计

提出并设计了一种用于硅基氮化镓(GaN)可调微镜的静电梳齿型微驱动器.利用有限元软件建立了该器件的几何结构模型,对器件的结构进行了仿真优化.此外,采用微机电系统(MEMS)加工工艺,制作出了用于硅基氮化镓可调微镜的梳齿型微驱动器,并对其驱动特性进行测试.测试结果表明:所制作的微驱动器的位移随着电压的变化呈二次方关系,与仿真结果基本一致.当加载驱动电压为200 V时,微驱动器的驱动位移可达到1.08 μm.     

金属多环振动盘MEMS微陀螺及其微加工工艺

基于硅基振动盘微陀螺采用金属材料作为振子,提出了一种金属结构多环振动盘MEMS微陀螺,通过使用电镀工艺,实现了金属结构多环振动盘微陀螺的低成本低温加工方法.通过研究振动盘式微陀螺的工作原理及检测和驱动方法,设计了多环振动盘微陀螺的结构.使用有限元方法对陀螺金属振子进行了动力学仿真,验证了金属结构多环振动盘陀螺的可行性,并对微陀螺的加工工艺流程进行了微加工制作,获得了微陀螺芯片.研究解决了实现金属结构多环振动盘微陀螺的关键技术.     

Evanohm合金的双环线型微加热器特性研究

以Evanohm合金为材料,设计了一种双环线型微加热器.使用AC磁控溅射技术在硅基底上沉积合金薄膜,并采用微机电系统(MEMS)微加工工艺实现薄膜图形化,以此作为加热器的加热元件.在常温下,研究了所制备的薄膜加热器件的加热性能与电学特性,并在深低温下进一步测试了其电学性能.研究结果表明:此种微型加热器电阻值稳定.在[5...     

基于MEMS技术的SU-8仿昆虫微扑翼飞行器设计及制作

为研制一种轻质仿昆虫微扑翼飞行器,提出了采用微机电系统(MEMS)领域的SU-8光刻胶作为结构材料的制作方案.基于仿生学原理和微机电系统加工技术,设计微扑翼飞行器结构及MEMS 工艺方法.研究结果表明,该种结构设计及制作方案满足设计要求,为仿昆虫微扑翼飞行器的研制提供了一种很好的途径.     

低驱动电压k波段电容耦合式RFMEMS开关的设计

设计了一种低驱动电压的电容耦合式射频微机械(RF MEMS)开关.RF MEMS开关采用共面波导传输线,双电极驱动,悬空金属膜采用弹性折叠梁支撑.使用MEMS CAD软件CoventorWare、微波CAD软件HFSS,分别仿真了开关的力学性能和电磁性能,仿真结果表明:开关的驱动电压为2.5V,满足低驱动电压的设计目标;开关开态的插入损耗约为0.23 dB@20 GHz,关态的隔离度约为18.1 dB@20 GHz.最后给出了这种RF MEMS开关的微制造工艺.     

微机械薄膜应力的在线测试结构

微机械薄膜应力对MEMS器件有较大的影响，因此应力测量对于工艺监控和MEMS器件设计是必须的。介绍了微机械薄膜应力的在线测试结构与方法，详细分析了各种方法的特点。对于MEMS薄膜应力测试结构设计有一定的参考价值。     

一种MEMS微结构谐振频率的测试技术

MEMS技术的发展离不开相应的测试技术与装置,建立了一种简单的MEMS微结构动态特性的测试装置,以压电陶瓷为核心的基座激励装置实现对微结构的冲击,以微器件自身的输出作为被测信号.结合MEMS工艺中批量制作的特点,在同一测试装置的同一次测试中安装两种不同尺寸的被测微压电悬臂梁试件,采集两个梁的冲击响应信号及它们的联合输出信号,通过FFT频谱分析,比较三种情况下的频谱分析结果并提取出梁的固有频率,采用对比测试的方法获得压电微悬臂梁的谐振频率.试验结果与理论分析一致,该方法具有测试装置简单、实用性强等特点.     

MEMS继电器典型结构及其研究进展

综述了目前国内外主要MEMS继电器的原理和典型结构,包括静电型、电磁型、电热型、液态型及混合型微继电器,并对各种类型微继电器的特点进行了比较.     

系统级设计方法及其在力学特性集成测试中的应用

随着对微尺度下MEMS材料力学特性研究的深入,片上集成测试方法应用愈加广泛.针对MEMS系统具有多能量域耦合的特点,应用基于MEMS宏模型技术的系统级设计工具来获得整个系统的行为特性已成为研究热点.概述了几种建立MEMS宏模型的基本方法,并对其中的节点法进行了详细阐述,利用CoventorWare软件设计了一种测试多晶硅杨氏模量的集成测试结构,首次将系统级设计方法引入集成测试结构的设计,提高了设计效率,仿真结果可靠.     

MEMS悬臂式开关的失效分析

介绍了一种表面微机械系统开关,悬臂材料为Au/SiOxNy/Au铬金作为电欧姆接触.用静电激励(激励电压为13 V)方式,测试其隔离度.获得结果为微机械开关在1～40 GHz的范围内隔离度可高达35 dB.我们采用对开关施加激励方波脉冲的方法测试寿命.结果寿命接近105,应用ANSYS对几种不同的MEMS射频接触悬臂开关模型进行了力电耦合分析和失效机理.     

低真空封装的新型变电容面积MEMS惯性传感器阶跃响应特性分析

一种新型变电容面积MEMS惯性传感器与传统的梳齿电容传感器相比,具有对梳齿电容不平行敏感度低,可加测试电压高等优点.通过对该传感器在低真空封装条件下的惯性阶跃响应特性分析,着重研究了不同梳齿电容倾斜角度对该传感器的阶跃惯性信号响应的影响,以及不同倾斜角度梳齿的位移响应和测试电压、空气真空度的关系,并把该结果和梳齿结构的情况进行比较.结果表明,工艺因素对变电容面积MEMS惯性传感器在低真空封装下的阶跃惯性响应影响很小;另外,该结构上可加的测试电压可以是梳齿电容结构上可加测试电压的近10倍,这有利于减小接口电路的噪声.以上分析论证了该新型传感器有利于降低器件的工艺要求和提高传感器的分辨率.     

基于绝缘液体充填封装RFMEMS开关特性分析

提出并设计一种采用绝缘液体充填封装的RF MEMS开关,分析其工作原理,并以高压油、蓖麻油、甘油为绝缘液体充填封装,仿真分析绝缘液体对RF MEMS开关的驱动电压、冲击速度、响应时间、开关电容等方面的影响。结果表明:绝缘液体充填封装有效地将驱动电压降为原来的1/εr,降低上极板对下极板的冲击速度。对3种液态封装材料性能分析,蓖麻油效果最好:阈值电压下降了一半,约为10 V;当驱动电压为20 V时,响应时间为40.6μs,优于高压油(91.3μs)、甘油(89.9μs),冲击速度约为1.26 m/s。     

基于MEMS加速度计的混凝土内部缺陷检测系统

针对冲击回波法进行混凝土内部缺陷检测时,传统的单点有线检测方式存在精度低、检测复杂的问题,提出了一种基于MEMS三轴加速度计的快速检测算法,同时搭建了相应的硬件系统.该系统节点采用MEMS加速度计作为拾振器,利用FPGA作为无线传感器网络节点的控制核心,通过2.4 GHz ISM频段与上位机进行无线通信.经实验测试,系...     

“中国微米纳米”一种低温制备的高灵敏度MEMS电容传声器

MEMS传声器是将声音信号转换成电信号的传感器.目前,MEMS传声器的研究主要涉及 MEMS电容传声器和MEMS压电传声器压阻传感器2种.与其它类型的MEMS传声器相比,MEMS电容传声器具有高灵敏度、高信噪比、频率响应平坦、低温度系数等突出的优点,被广泛使用在便携式设备、多媒体系统、助听器、信息采集等方面.设计和制备了一种高灵敏度的MEMS电容传声器,而且制备器件的工艺温度最高为300 ℃,可以兼容IC工艺.在本文,利用牺牲层的方法实现圆形振动薄膜,避免了方形薄膜存在的应力集中问题,并克服了干法制备圆形薄膜成本高的问题.基于聚酰亚胺材料,优化成膜工艺参数,实现低应力的圆形振动薄膜.通过设计防粘连结构,避免器件释放干燥过程中出现的薄膜粘连问题.根据振动膜应力为5 MPa,半径为2.5 mm,厚度为1 μm,电极半径为380 μm,间隙为1 μm的设计参数进行理论计算,该器件的电容在1 Pa 声压下的变化量为千分之一.与市场流通的MEMS传声器相比,高出约一个数量级,可被用于远场拾音,从信噪比极低的环境中拾取关键的声音信息.     

基于CAN总线汽车由乙醇气体传感器控制其启动

为了避免酒后驾车,系统针对采用CAN总线的汽车,在其内装上MEMS乙醇气体传感器,由汽车CAN总线将其信息自动并及时地传送给发动机控制器(ECU),控制汽车的启动,同时利用GSM网通过手机自动向处理中心发送事故数据及事故发生地.     

基于数据采集的MEMS薄膜材料参数在线测试系统

建立了一套基于数据采集的MEMS薄膜材料参数在线测试系统.该系统包括测试图形,测试信号处理电路及外围附件和专用软件,能自动完成薄膜材料参数的在线测试.测试方法和测试设备简单,能用于工艺线上的在线测试.     

MEMS可编程光栅动态驱动电路的研制

MEMS可编程光栅的工作性能很大程度依赖于驱动电路的性能。本文根据MEMS可编程光栅的工作特点及结构参数,提取出光栅的等效电容值,并采用集成高压运放研制出一种新型的MEMS可编程光栅的动态驱动电路。为了避免自激振荡的发生,电路中采用了频率补偿和并联反馈电容的方法,有效提高了电路的稳定性。实际电路经过测试,其动态性能与PSPICE10仿真的结果非常吻合。该动态驱动电路具有高的电压输出范围(0~180V),较高的频率响应(10kHz),大范围容性负载能力(1~1000pF),完全能够满足MEMS可编程光栅动态复杂控制的需要。     

三维MEMS加速度计的性能测试方法与分析

文章针对一种三维MEMS加速度计,提出了三维加速度计的测试方法,并根据测试结果对此加速度计进行了性能分析。通过对其设计原理和内部结构的描述,指出该型MEMS加速度计的结构优点及性能特点。针对该加速度计,作者设计了测试装置,制作了测试电路,并在文章中详细描述了测试原理及整个测试过程。分别在三个方向上,对此三维MEMS加速度计进行了多次对比测试,同时采集包括标准加速度计输出和MEMS加速度计三向输出在内的四路信号,以便进行冲击方向上两加速度计的横向对比和三向MEMS加速度计的轴间耦合分析。测试结果表明,此测试方法和装置是可靠有效的,且具有一定的通用性可用于其它类似传感器的测试分析中。     

MEMS压力传感器现状及其在弹药上的应用

随着MEMS技术、集成电路技术和材料制备与特性研究工作的进展,必将使得MEMS压力传感器的批量生产、在弹药中的大量应用成为可能。系统地分析MEMS压力传感器的特点、分类及国内外发展现状,包括研究现状、产品现状和MEMS压力传感器在弹药中的应用,对相关的科学研究具有重要意义。     

用三维MEMS力学量传感器对涌浪微观形态测量的研究

涌浪的形态对舰船驾驶航行、渔业生产、海洋作业和堤坝设施等具有很大的影响.对海浪的形态研究在军事、水上交通、海洋工业、渔业和民生方面都具有特殊的意义.MEMS力学量传感器是一种环境适应能力极强的微机电器件,用三维MEMS力学量传感器可以测量动态质点的速度、加速度、摆角和倾角等参数.通过三维MEMS力学量传感器的三维参数测量和分解可以得到涌浪质点的实时运动速度和运动轨迹数据,从而为涌浪的微观形态研究提供了依据.MEMS力学量传感器具有体积小、重量轻和输出灵敏度高等特点,特别适合于对海浪实时形态的研究.