平面微弹簧的模拟、加工制备和力学性能表征研究

微弹簧是一种重要的MEMS器件,可为微传感器和微执行器提供弹性力.我们设计并用UV-LIGA技术制备了数种不同形状的平面微弹簧,并用ANSYS对其力学性能如刚度、断裂强度等进行了模拟.由于制备出的平面微弹簧体积很小,无法用常规的测试仪器进行测试,我们为此设计并制备了一台平面微弹簧力学性能测试仪,其位移分辨率为1μm,力分辨率为1mN.模拟得出的结果与测量结果一致性较好,与闭环平面微弹簧相比,S型平面微弹簧具有较大的位移和较小的刚度,弹簧的刚度随着弹簧厚度的增加而增加.铜微弹簧的屈服强度和屈服位移仅为镍平面微弹簧的5%-7%.     

可变波长光纤光栅滤波器用微驱动器的研制

为了研制可调谐光纤光栅滤波器而采用拉伸装置和光纤光栅一体化的微小器件结构。实现方法是由微细加工技术加工制造一种新的波长可变光纤光栅滤波器用驱动器，该微型驱动器采用电磁式驱动，由上下两层线圈构成，每个线圈有21匝平面线圈，产生约0．2μNm的扭矩，对应光纤光栅的反射波长变化约5nm。它可应用于可谓谐光纤光栅滤波器的驱动。     

用单片机实现老式皮带秤的智能化

本文介绍了8031单片机用于热电厂老式皮带秤改造的技术，从而实现对老式皮带秤的自动称重，自动显示时间和自动打印有关数据。     

一种宽频的磁式压电振动能量采集器

基于环境能量采集的压电振动能量采集器为无线传感器和微机电系统的长期供能提供了一种有效解决方案.目前研制的压电式振动能量采集器存在工作频率高,且频带窄的问题.给出了一种通过磁力的引入使其在低频下工作的、宽频的压电振动能量采集器,并搭建了测试系统对器件进行分析测试.在压电悬臂梁上放置永磁铁取代传统的质量块,同时在悬臂梁的上...     

平面微弹簧的模拟、加工制备和力学性能表征研究

微弹簧是一种重要的MEMS器件,可为微传感器和微执行器提供弹性力。我们设计并用UV-LIGA技术制备了数种不同形状的平面微弹簧,并用ANSYS对其力学性能如刚度、断裂强度等进行了模拟。由于制备出的平面微弹簧体积很小,无法用常规的测试仪器进行测试,我们为此设计并制备了一台平面微弹簧力学性能测试仪,其位移分辨率为1μm,力分辨率为1mN。模拟得出的结果与测量结果一致性较好,与闭环平面微弹簧相比,S型平面微弹簧具有较大的位移和较小的刚度,弹簧的刚度随着弹簧厚度的增加而增加。铜微弹簧的屈服强度和屈服位移仅为镍平面微弹簧的5％-7％。     

微型压电能量采集器的仿真、制造与测试

理论分析得到微悬臂梁式压电能量采集器的设计准则.采用一种新颖的制造工艺,将高性能压电陶瓷锆钛酸铅(PZT)块材与硅片在540 ℃高温下键合1 h后,减薄并切割成形成压电悬臂梁.使用ANSYS软件进行仿真,得到了器件的固有频率、尖端位移和电压输出的频率响应.设计一套振动能量采集器测试装置,并对器件进行测试.测试结果表明,所制得的器件固有频率为2 580 Hz,在10 m/s2的正弦加速度激励下,其输出峰-峰值电压达1.58 V,测试结果与仿真分析基本吻合.     

MEMS微针的最新研究进展

介绍了MEMS微针技术在微针制备工艺、力学和流体性能模拟以及透皮给药方面研究的近况。描述了硅、金属和聚合物材料的微针制备工艺,分析了这些材料在MEMS微针应用上的优缺点。比如硅微针制备工艺成熟但是硅的质地太脆;金属微针机械强度高却不易载药;聚合物微针易于批量化复制但是机械强度差。进一步阐述了微针研究取得的进展,总结了微针技术发展需要解决的关键问题。微针制备工艺已经日趋成熟,微针将朝着可复制化、批量化方向发展,微针经皮给药将逐渐从动物实验转移到人体实验,以实现微针研究的最终目的——临床给药。     

基于键合技术的新型集成光学干涉仪

提出了一种基于超薄薄膜光电二极管(PD)构成的新型集成光学干涉仪构造方案,基于键合技术,论证了超薄薄膜光电二极管阵列集成化构成集成光学干涉仪的可能性.着重描述了集成光学干涉仪构造关键部件--超薄薄膜光电二极管的设计、制造及其特性.所构成的集成光学干涉仪经实验得到初步验证,结果表明,利用微细加工制作微光学干涉计是完全可行的.     

基于介电泳微流控芯片实现amol级分子量检测

设计并制作了一种快速检测宫颈癌细胞C4II的微流控芯片。制作的微芯片结构是采用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀(ICP-RIE)工艺制备的硅模具为核心的复合结构,微芯片中包含一个10×10的微腔室阵列,单个微腔室底面半径40μm,高度500μm,整个微腔室的理论溶液体积达到250 pL。荧光检测系统采用波长(340±15)nm的激发光滤波片和波长(480±30)nm的接收光滤波片的最佳滤光类型,同时利用介电泳(DEP)法浓缩核酸以及采用硅烷偶联法固定核酸探针OMU-opy2来增加荧光强度。实验结果表示,该微流控芯片能检测到有效荧光的样品溶液最低浓度可低至7.8 nmol/L,从而微芯片的RNA分子量检测极限提升至1.9 amol。     

三层多晶硅结构的挠曲式静电驱动MEMS微反射镜

将悬臂梁结构与平行平板型结构相结合,研发了一种挠曲式静电驱动微电子机械系统(MEMS)微反射镜。为了实现大扭转角度、小驱动电压的设计目标,通过仿真实验进行对比分析,确定了微反射镜的相关尺寸。采用低压化学气相沉积、光刻、反应离子刻蚀和溅射等工艺,成功制备出了一种具有三层多晶硅结构的微反射镜。在制备过程中得出氢氟酸去除牺牲层(磷硅玻璃)释放出微反射镜结构的最佳刻蚀时间为45 s。制作了开关频率为200 kHz的MOSFET高速驱动电路,电路中的栅极驱动电阻(R_G)是影响输出的关键因素。实验结果表明,当R_G额定功率为300 W、电阻为47Ω时,微反射镜能够达到足够启动速度,实现高速开关的设计目标。最后,设计并搭建了微反射镜的测试系统,施加60 V的驱动电压进行测试,通过显微镜观察到微反射镜的明显动作变化以及屏幕上光斑的位移变化,表明制备的微反射镜可正常驱动。