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。     

基于硅与非硅复合方法的异平面空心微针制作

为了解决制备空心微针工艺复杂且成本高的问题,本文提出了采用湿法刻蚀、光刻和电镀结合的方法制备低成本空心金属微针.首先采用湿法刻蚀硅,得到280μm深的倒四棱锥锥坑;然后在锥坑上甩200μm厚的负胶SU-8填充锥坑,并通过曝光显影负胶形成微针的形貌;最后在曝光显影后的负胶上电镀50μm厚的镍得到所需形状的空心金属微针.用此方法制备的空心微针高度为350μm、壁厚为50μm,其针尖形状为三棱锥和四棱锥.通过有限元仿真分析微针强度与微针结构尺寸的关系.用此方法加工出的微针具有锥形尖,改善了刺入皮肤的效果.     

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.     

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。     

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%.     

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。     

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％。     

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...     

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.     

基于MEMS工艺的压电驱动的可变形反射微镜

可变形反射镜作为自适应光学系统的核心部件,通过与微电子机械系统(MEMS)技术的结合向微型化、集成化的方向发展.基于压电材料的逆压电效应,设计并制备了一种压电驱动的可变形反射微镜,可通过电信号的控制实现微镜的驱动控制.设计的可变形反射微镜由硅镜片、锆钛酸铅(PZT)驱动器和玻璃基板三部分结构组成.利用有限元仿真软件对硅...