一种采用双面对准的硅LIGA掩模制作研究

深Ｘ射线光刻是制作高深宽比ＭＥＭＳ结构的一个重要的方法。提出一种基于硅工艺和双面对准技术的ＬＩＧＡ掩模技术,工艺十分简单。采用该掩模,可进一步解决深Ｘ射线光刻中的重复对准多次曝光问题,给出了该掩模设计制作工艺过程及深Ｘ射线光刻结果,整个过程包括常常氮化夺、采用Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ双面对准曝光机进行ＵＶ光刻、电化学沉积金吸收体、体硅腐蚀形成支撑等。利用该掩模在北京ＢＥＰＣ的Ｘ射线光刻光束线上进行曝光。     

LIGA工艺的发展及应用

介绍了LIGA(lithographie,galvanoformungandabformung)技术以及在此基础上开发出来的准LIGA(like－LIGA)技术、SLIGA(sacrificialLIGA)、M2LIGA(movingmaskLIGA)技术和抗蚀剂回流LIGA(PRLIGA———photoresistreflowLIGA)技术等。利用这一系列LIGA技术,可以生成具有高深宽比的复杂微结构,如微尖阵列、球形曲面、活动部件等,能较好地满足MEMS发展的需要。最后指出了目前这些方法存在的缺陷。     

基于铂黑的微针电极阵列表面修饰方法

由于微针电极阵列尖端直径小,空间分辨率高,可以记录单个神经元的放电活动,已成为神经信号记录的首选.但商用微针电极阵列的阻抗较高,降低电极阻抗有利于提高信噪比,改善记录信号质量.采用超声电镀铂黑的方法对微针电极表面进行修饰.测试结果表明铂黑修饰后的微针电极电化学性能优异,1 kHz处阻抗约为2.5 kΩ,相比裸金电极降低...     

微细厚铜金属互连线制作技术研究

微细厚铜金属互连线不仅具有耐大电流的能力,而且具有低的电阻值,在MEMS领域具有重要的应用。采用分布式涂胶法,通过控制各工艺参数,在PC板衬底上制备了厚的光刻胶掩模图形。利用恒流电镀法在PC板衬底上沉积出宽度为5μm,间距为5μm的厚金属铜互联线,可为厚金属互连工艺提供一定的技术支持。     

多能点X射线透射光栅的制作技术

针对X射线自支撑透射光栅在多能点单色成像光栅谱仪中的应用,采用电子束和光学匹配曝光、微电镀和高密度等离子体刻蚀技术,成功制备了周期为500nm、金吸收体厚度为350nm、占空比接近1∶1,满足三个能点成像需求的2000lp/mm X射线自支撑透射光栅。首先利用电子束光刻和微电镀技术制备金光栅图形,然后采用紫外光刻和微电镀技术制作自支撑结构,最后通过腐蚀体硅和感应耦合等离子体刻蚀聚酰亚胺完成X射线自支撑透射光栅的制作。在电子束光刻中,采用几何校正和高反差电子束抗蚀剂实现了对纳米尺度光栅图形的精确控制。实验结果表明,同一个器件分布的三块光栅占空比合理,栅线平滑,可以满足单能点单色成像谱仪的要求。     

移动X射线光刻制备等腰三角形结构的PMMA微通道

利用移动X射线光刻工艺,制备了六种不同深宽比的等腰三角形结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微通道。基于毛细管原理,将PMMA微通道与老鼠血液接触,对血液进行了微量采集。该PMMA微通道是中间带有凹槽结构的等腰三角形结构,凹槽结构的宽度为10μm、长度为6.7~39.4μm。将32个高度为35 mm的PMMA微通道的基板垂直插入老鼠血液样品中,通过实验测定了六种不同等腰三角形结构的PMMA微通道的接触角、表面张力及血液上升高度。结果表明,在一定范围内,PMMA微通道的深宽比越大,血液上升越容易,液体提取量也越多。对于通道横截面长度为39.4μm的微通道,样品血液在15 s时的上升高度可达到20.45 mm,达到最终30 s时上升高度的89.9%以上。     

X射线反射镜NiP芯模超精密车削技术研究

以聚焦型X射线反射镜的镍磷合金芯模为研究对象, 研究了单点金刚石超精密车削的切削深度、主轴转速、进给量等工艺参数对表面粗糙度的影响关系。结果表明,进给量对加工表面粗糙度影响相对最大,主轴转速、切削深度的影响呈弱相关关系。开展了NiP合金超精密车削工艺试验,得到切削深度、主轴转速、进给量的优化工艺参数,并初步建立了表面粗糙度预测模型。在此基础上,对Φ110 mm×140 mm的X射线反射镜镍磷合金芯模进行加工验证,获得了PV61.37~83.47 nm、RMS7.952~10.326 nm、Ra6.379~8.332 nm的表面粗糙度,圆度误差0.39 μm、斜率误差均方根值0.42 μm,满足X射线反射镜对芯模超精密车削需求,为后续大规格X射线反射镜超精密制造奠定了技术基础。     

基于X光移动光刻技术的PMMA微透镜阵列制备

微透镜阵列的制备已经成为微光学领域的研究热点。利用两次X光移动光刻技术,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为正光刻胶,在PMMA基板上制造了微透镜阵列,并对其制作原理进行了详细说明。设计了制备微透镜阵列用的掩膜图形,并通过掩膜图形模拟仿真,预测了微透镜在两次移动曝光显影后的形状。第一次X光移动光刻后,理论上会得到半圆柱状三维结构;第一次光刻后将掩膜板旋转90,进行第二次移动曝光光刻,最终在PMMA基板上制备了面积为10 mm10 mm的3030个微透镜阵列,阵列中每个微透镜的直径约248m、厚度约82m。同时也研究了X光曝光量与PMMA刻蚀深度之间的关系。微透镜阵列形貌测试表明此种制备微透镜阵列的新方法是可行的。     

基于MEMS技术的PDMS电泳微芯片的研制

介绍了一种基于MEMS技术的PDM25电泳微芯片，该芯片主要由三部分组成：集成了高压电极的玻璃基底、PDMS薄膜以及刻有微流路的PDMS板。利用lift—off工艺，在玻璃基底上制作了为电泳分离提供高压的Pt电极。为了提高PDMS微芯片的密封效率，同时也为了保持微流路材料的一致性，通过挤压法首先在玻璃基底上形成了一层PDMS薄膜。电泳分离实验表明：在该微芯片上能够实现DNA片段的有效分离。     

基于MEMS技术的微型燃料电池的制作

提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的硅基微型直接甲醇燃料电池的制作工艺流程。该微型燃料电池采用KOH体硅腐蚀技术得到流体通道,并溅射金属Pt层作为收集电流的电极。采用PDMS将两块带有微通道的燃料电池硅片与涂有催化剂层的质子交换膜密封粘合。制作得到的微型燃料电池单元的流道有效尺寸为:8 6mm×8 6mm。室温常压下,单电池的开路输出电压为0 4V左右。当输出电压为0 21V时,达到最大输出功率15 6μW(21 1μW/cm2)。     

振动驱动微能源技术研究进展

首先介绍了微能源的几种类型,比较了不同类型微能源的优缺点。振动式微能源具有体积小、重量轻、能量密度高、寿命长、无污染和对环境适应性强等优点,详细描述了静电转换型、电磁转换型和压电转换型三种振动驱动微能源技术的原理和特点。系统综述了三种振动驱动微能源技术的国内外研究现状,包括微能源的结构和采集、存储电路。分析了其存在的技术和应用瓶颈问题,例如微能源使用的材料和结构不完善、转换效率较低、微加工和微装配技术不成熟、难以应用于实际环境、振动环境对其寿命的影响等问题,并且展望了微能源未来的发展趋势。     

基于阳极键合的硅微圆盘多环谐振陀螺的设计与制作

提出了一种新型的基于阳极键合的硅微圆盘多环谐振陀螺的结构设计及其制作方法.该种陀螺采用MEMS工艺制作而成,基底材料为肖特BF33玻璃,电极和谐振器均由单晶硅片加工而成,肖特BF33玻璃与单晶硅片通过阳极键合工艺键合在一起.介绍了该种陀螺的基本结构、工作原理,并进行了仿真分析,得出该种陀螺具有较小的频率分裂,表现出陀螺效应.最后,通过MEMS工艺进行了实际加工,得到了该种陀螺的实验样品.     

微光学电子机械系统中的微型反射镜阵列的应用前景

综述利用微加工技术制作微型反射镜阵列；简要叙述其发展历程，着重阐述其主要功能和优点。分类分析微镜阵列的基本工作方式和主要应用领域及其发展方向，并对应用前景进行分析。     

一种基于MEMS工艺的365 GHz硅微波导垂直转接结构

基于微电子机械系统(MEMS)工艺设计并制作了一种THz垂直转接结构,该结构采用6层硅片堆叠的硅微波导形式。理论分析计算了垂直转接结构的参数,并使用三维电磁场分析软件HFSS对该结构进行了模拟仿真。设计得到了中心频率为365 GHz、带宽为80 GHz、芯片尺寸为10 mm×7 mm×2.7 mm的THz垂直转接结构。给出了一套基于MEMS工艺的硅微波导的制作流程,制作了365 GHz垂直转接结构并对其进行测试。获得的THz垂直转接结构的回波损耗随频率变化的测试结果与仿真结果基本一致。采用MEMS工艺制作的硅微波导垂直转接结构具有精度高、一致性好、成本低的特点,满足THz器件的发展需求。     

基于UV-LIGA技术的新型RF MEMS开关

介绍了一种基于UV-LIGA加工技术的双稳态电磁型RF MEMS开关,该结构由于使用了永磁体单元而使得开关在维持“开”或“关”态时不需要功耗,利用牺牲层UV-LIGA技术实现了开关的微制作。非接触式Wyko NT1100光学轮廓仪的测试表明,制备的开关实现了双稳态驱动功能,驱动脉冲电流50 mA,驱动行程17μm,响应时间20μs;开关完成一次驱动姿态转换所需要的功耗不到3μJ。AGILENT 8722ES型S参数网络分析仪的测试表明,开关在12 GHz时的插入损耗为-0.25 dB,隔离度为-30 dB。     

基于声表面波的微型液滴雾化器技术

采用微细加工技术在127.8°YX型LiNbO3压电基底上制造出周期为400μm的铜叉指结构的微型雾化器。该雾化器利用声表面波(SAW)对液滴表面产生的表面张力波作用实现对液滴的雾化。对叉指结构(IDT)周期长度的确定和器件的制作工艺进行了详细说明。利用对液滴驱动速度的测定得出了该雾化器的实际中心频率,并指出实际中心频率与理论值存在差异的原因。得出雾化微粒直径与叉指结构周期之间的关系,并计算得出在施加驱动频率为10.1MHz、功率为24W的电信号时,其雾化颗粒直径为2.61μm,雾化速度达到了1μL/s。     

MEMS电容式超声传感器设计

在传统的电容式超声传感器(CMUT)制造过程中,用低压化学气相淀积技术形成的氮化硅薄膜残余应力大且机械性能难以预知。为此,设计了一种基于阳极键合技术的CMUT,传感器薄膜和空腔分别定义在均匀性好、残余应力低的SOI片和玻璃片上。建立了一个简化的分析模型对该结构进行机械性能分析,采用有限元分析软件ANSYS仿真验证该所建立的分析模型并预估传感器的性能。利用ANSYS静电 结构耦合仿真给出了塌陷电压。介绍了敏感单元的工艺流程。所设计的传感器频率为1.48 MHz,灵敏度为0.24 fF/Pa,塌陷电压为70 V,量程为48 kPa。     

主动红外技术在线焊缝检测系统

文章通过对焊接过程中焊缝显微组织结构和化学成分变化的研究,提出了一种采用主 动红外技术对焊缝形位进行检测的新系统。该系统适合于实际的工业应用场合,具有稳定可靠,快速高精度的特点。