推动科技进步的动力之一——表面微机械技术

表面微机械加工是一种使机械部件微型化的工艺。传感器和致动器都是利用改进的集成电路制造技术来完成的。第一个表面微机械器件是谐振栅晶体管，大约在３０年以前就发表了。该晶体管的栅极采用了自由活动的金属悬梁，多晶硅表面微机械加工在十几年前就有报道，此后出现了许多传感器件的原型，并在最近制造出第一只商品化的传感器。     

化学技术在微机械传感器发展中的应用

微机械传感器除运用在微电子制造技术外,大量应用化学腐蚀,特种高分子落膜材料,电镀和电化学工艺等化学领域的技术,形成了很多独特的微机械加工技术,这些技术的运用解决了很多关键性技术问题,极大地推进了微机械传器技术的发展,本文从体微机械加工,表面微机械加工和LIGA技术三方面论述化学在近来新型传感器发展中的技术突破和成果。     

其它工艺与设备

SPIE-Vol.4175 0305174SPIE 会议录,卷4175:微机械加工中的材料与器件特性=Proceedings of SPIE,Vol.4175:Material and de-vice characterization in micromachining[会,英]/SPIE-The International Society for Optical Engineenng.—200P.(E)本会议录收集了在美国 Santa Clara 召开的微机械加工中的材料与器件特性会议上发表的20篇论文,内容涉及传感器与致动器的微加工,电子原子力显微镜中的探针,多层 MEMS 有限元模拟,X-射线光刻中的图形掩模,硅微系统中一维两维机械应力实验,RF 微机电系统微开关设计。     

玻璃与玻璃陶瓷蚀刻成型元件

在微型化技术的发展中,已在电子学领域获得成功,不断地制造出效率高而价格便宜的元件。由于微机械、微光学以及微生物学的出现,产生了许多虽然不具有电子学功能,但和电子工业中的芯片有同样作用的微型部件,如传感器、致动器。微型驱动机构、阀门,喷咀(图1)微型手术仪器以及测量物理、化学和生物过程的传感器元件,它们只是这些     

微机械加工技术在微传感器中的应用

随着微传感器的广泛应用，微机械加工技术被越来越多地应用于传感器的制造工艺中，从微机械加工技术的关键工艺入手，分别对体微机械加工技术和表面微机械加工技术加以介绍，并介绍了两种分别使用体微机械加工技术和表面微机械加工技术制造的微传感器。     

科技简讯

微型激光扫描反射镜-采用微机械加工技术的下一代超小型扫描仪在微机械加工领域,目前人们更多关注的是如何使处于研究阶段的微型致动器逐渐达到实用化。因微型致动器最大的特点是超小型、高速、节能,且还可采用与半导体工艺极其接近的制造工艺实现批量生产。因     

机电组件

SPIE-Vol.3514 00160141998年 SPIE 会议录,卷3514:微机械加工器件与元件(4)=1998 proceedings of SPIE,Vol.3514:microma-chined devices and components Ⅳ[会,英]/SPIE-theInternational Society for Optical Engineering.—1998.—440P.(PC)本会议录收集了于1998年9月21～22日在美国加州圣克拉拉召开的微机械加工器件与元件专题讨论会上发表的46篇论文。内容涵盖键合与封装,化学与气敏传感器,集成,致动器,惯性传感器,高频器件,谐振器与声学器件,模拟与计算机辅助设计,机械传感器等。0016015光纤电压互感器光电变换频率特性分析[刊]/李开成//传感器技术.—2000,19(3).—25～27(D)从提高通频带和抑制噪声两方面综合考虑,介绍了具有0.2%测量精度和2kHz 暂态信号通频带的光纤电压互感器光电变换系统设计,并分析了其频率特性。参4     

V型电致热微驱动器的力学特性分析

运用能量法推导并建立了一种V型悬臂粱电热微致动器的力学模型。利用该力学模型得到了致动器的力学特性，并且与相关的实验结果进行了对比。由理论分析和实验对比发现，用于制造该电热微致动器的多晶硅材料在微米级尺度下的热膨胀系数与温度之间不再遵循宏观状态下的线性函数关系。     

机械光电子学研究的发展——推进边缘科学领域的研究

与电子、信息、通信相关的硬件技术领域,为适应今后愈来愈多的需求,电子学和光子学及微机械技术的结合将成为重要的技术领域。人们把这一领域称之为机械光电子学领域,以推进从基础技术的系统应用这样的研究向着系统化方向发展。本文首先介绍微传感器、微致动器等机械光电子学器件的具体研究实例,然后阐述其定位和特征,进而就今后的机械光电子学器件、包括应用,将来向何方发展作以叙述。     

横向加速度传感器设计及特性研究

一般微机械加工的梁──岛结构加速度传感器，梁的平面都是与器件平面平行的，因此只能测量器件平面法向的加速度分量．我们提出了一种制作梁平面与器件平面相垂直的梁──岛结构的微机械加工方法，并用以设计和制造了一种可测量平行于器件平面的加速度分量的横向加速度传感器，为研制三维加速度传感器提供了新思路．     

微机械的三维微细加工技术

在微机械加工中,三维微细加工是不可缺少的。加工方式有复制掩模图使图形一次形成的方式和用聚焦光束等通过描绘使图形逐次形成的方式。这些方式被应用在立体微细加工或表面微细加工上,复制方式中,开发了作为立体加工的、可高速穿透蚀刻基板的低温高速反应离子蚀刻(RIE)技术和作为表面加工的投影光化学气相淀积(CVD)技术。描绘方式中,开发了作为立体加工的硅激光辅助蚀刻技术和作为表面加工的、可在非平面聚合物上形成金属配线的激光CVD技术。这些技术己被应用在微型传感器与微型致动器的制造上。     

微机械加工技术

微机械加工技术是发展微型固态集成传感器,微执行器和微机械构件的一种关键技术,它以硅作为基本材料,集合了精密腐蚀、薄膜生长、硅—绝缘体和硅—硅的键合技术、层间连接技术以及其它集成电路的典型工艺去制造各种三维以硅为基础的微机械和微型器件。本文重点介绍微机械加工的几种关键技术和我们的主要研究结果。     

V型电致热微驱动器的力学特性分析

运用能量法推导并建立了一种V型悬臂粱电热微致动器的力学模型。利用该力学模型得到了致动器的力学特性 ,并且与相关的实验结果进行了对比。由理论分析和实验对比发现 ,用于制造该电热微致动器的多晶硅材料在微米级尺度下的热膨胀系数与温度之间不再遵循宏观状态下的线性函数关系     

基于双端固定梁与曲面电极的异面微致动器静态特性

为提高在微变形镜应用中静电微致动器的冲程,设计并讨论了一种基于双端固定梁为上电极、曲面电极为下电极的异面微致动器。利用Rayleigh-Ritz方法,求解了致动器的静态特性。计算过程中,考虑了梁长度增大引起的抗拉应力和器件制造过程中残余应力的影响。通过研究不同的曲面电极轮廓形状对于致动器冲程的影响,得到了500 μm长的梁在300 V的驱动电压下其冲程最大能达到14.1 μm。     

V型电致热微驱动器的力学特性分析

运用能量法推导并建立了一种V型悬臂粱电热微致动器的力学模型.利用该力学模型得到了致动器的力学特性,并且与相关的实验结果进行了对比.由理论分析和实验对比发现,用于制造该电热微致动器的多晶硅材料在微米级尺度下的热膨胀系数与温度之间不再遵循宏观状态下的线性函数关系.     

新型微机械加工为微器件开辟新应用领域

硅微机械加工被认为是能创造种类繁多的机电元件的一种加工手段.虽然硅基的微机械学在压力和加速度传感器的制造方面取得了巨大的成功,但很多其它类型的器件在实验室外取得成功却很有限.现在人们开发出了一种新型的微机械加工工艺,它基于金属材料而非硅材料,可望制成以前无法制造的新型微器件.EFAB是一种通过金属电镀来制造微器件结构的工艺,它可以实现传统的微机械加工无法制作的复杂的形状和结构.     

新的用于微系统的硅微机械加工技术（上）

微机械加工按传统习惯可分为两种类型,即块体的微机械加工和表面物微机械加工。新近对块体微机械加工技术的一个改进已经引起人们密切的关注,这个改进方法就是在衬底材料顶部的几个微米内进行微机械加工。许多人也把这类技术叫做外延微机械加工。因为这种微机械加工的器件常常是在外延层上形成的,这类技术具有块体和表面两种微机械加工技术的许多优点而没有什么缺点。使用这类新技术所制造的器件结构,不仅在水平方向可以加工成所     

微型流体致动器的技术水平

由于传感技术和微电子学技术的迅速发展,近年来致动技术也有新的起色,当前的主要发展方向在以下几方面:致动器的系统能力和智能致动器;灵活的致动器;分配式致动器;致动器的小型化,尤其指缩小结构尺寸和降低消耗能量。在目前已开发的微型致动器中有一类是用于流量的控制与调节,已达到工业实用的水平。而且,市场潜力很大。流体控制与调节元件主要用在以下几方面;医用注射泵,工业用阀,微机械阀,流量传感器,喷墨印刷头等。     

H型桥式电机驱动器电路

以前，如果表面安装产品设计师需要高于几百毫安电流的话，就不得不采用体积较大的穿孔器件或是价格较高的SOT89，SOT223和D－PAK封装的表面安装晶体管。随着ZetexFMMT718和FMMT719系列NPN，PNP双极性晶体管的推出，SOT23封装器件也可以驱动峰值电流达到6A，工作电流达到2．5A的负载了。这些SuperSOT器件具有很多优点，例如显著提高电路效率，节省器件数量和空间，提高可靠性。可以说，这些最先进器件的性能超过了现有的所有SOT23器件和许多SOT89及SOT223器件。FMMT618／718的主要参数见表1。首先注意到的是这些SOT23晶…     

国内微型器件装配技术的现状与应用

微机电系统(MEMS)以飞快的速度发展成为一个集微型机械、微传感器、微能源、微致动器、微控制器、微执行器、信号处理和智能控制于一体的新兴研究领域。微机电系统结构的复杂性促进了微装配技术的蓬勃发展，吸引了大批国内外研究人员对其进行广泛研究。本文首先分析了微器件装配技术对微机电系统的重要性及其产生的深远影响，然后介绍了近年来国内微装配技术的发展现状和参与微装配项目研发的研究单位的一些有应用价值的研究成果，最后阐述了微装配系统的发展趋势。