用SU-8胶制高深宽比微结构的试验研究

SU-8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶，它适于超厚、高深宽比的MEMS微结构制造。但SU-8胶对工艺参数很敏感。采用正交试验设计方法对其工艺进行分析。采用三个因素进行试验，对试验进行了分析。以200μm厚的SU-8为例进行试验研究，得到光刻胶图形侧壁陡直，分辨率高，与基底附着性能，深宽比大于20。     

SU-8胶光刻工艺参数优化研究

对基于SU-8胶的UV-LIGA技术进行了工艺优化,研究了光源波长和曝光时间对SU-8胶成型的影响。结果表明,光刻胶表面线宽变化随曝光时间增加先减少后增加,有一个极小值;侧壁角度先增加后减少,有一个极大值。通过优化光源波长、曝光时间以及显影时间三个主要工艺参数,可以获得侧壁角度为90.64°正角的300μm厚光刻胶微结构和侧壁角度为89.98°近似垂直的500μm厚光刻胶微结构。     

SU-8胶微结构的显影技术研究

突破了传统深宽比概念,提出金属基底上基于图形特征的光刻胶显影技术,对采用SU-8胶加工高分辨率和高深宽比微结构的显影工艺进行了讨论,分析了120-340μm厚具有不同图形特征的SU-8胶显影规律,认为在同样条件下,凸型图形显影效果优于凹型非连通性图形;曲线型显影效果优于直线型图形与点状图形;圆弧连接的图形显影效果优于尖角型图形。显影时辅助适当功率的超声搅拌显著改善图形质量,凸型结构最佳超声功率小于10w;凹型结构超声功率为15W左右;深宽比为5-7的凸型胶膜结构适宜显影时间为10min以内,凹型结构显影时间达25min。     

SU-8胶微结构的显影技术研究

突破了传统深宽比概念,提出金属基底上基于图形特征的光刻胶显影技术,对采用SU-8胶加工高分辨率和高深宽比微结构的显影工艺进行了讨论,分析了120～340μm厚具有不同图形特征的SU-8胶显影规律,认为在同样条件下,凸型图形显影效果优于凹型非连通性图形;曲线型显影效果优于直线型图形与点状图形;圆弧连接的图形显影效果优于尖角型图形。显影时辅助适当功率的超声搅拌显著改善图形质量,凸型结构最佳超声功率小于10W;凹型结构超声功率为15W左右;深宽比为5～7的凸型胶膜结构适宜显影时间为10min以内,凹型结构显影时间达25min。     

基于SU-8胶转子的非接触压电微马达

研制了一种非接触压电微马达，通过阻抗分析仪对定子进行扫频测试，确定其共振频率，并且详细介绍了SU-8胶转子制作的工艺流程。利用转速仪比较不同形状和尺寸的转子在调频和调压下的转速，从而确立压电微马达的最优转子。转子半径为6mm，叶片宽度为6mm的三叶片转子转速最高为3569r／min。转子的启动电压和最高电压分别为8V和24V。     

UV-LIGA工艺中SU-8光刻胶的热溶胀性研究

对SU-8胶的热溶胀效应及其机理进行了研究,在现有微模具的UV-LIGA工艺的基础上,利用AN-SYS对SU-8胶的热溶胀性规律进行了仿真分析。通过SU-8胶模的溶胀实验,建立了热溶胀变形的速率模型,并计算了不同电铸时间下微模具的顶部线宽,计算结果与实验值基本吻合。仿真结果可用来优化掩模图形的设计及预测电铸后微模具的尺寸。     

不同波段近紫外光在SU-8胶中穿透深度的研究

通过对SU—8胶近紫外波段下透射光谱的分析，得到不同波长近紫外光在SU—8胶中的穿透深度，并分析了不同波段近紫外光对SU—8胶微结构的影响，结果表明穿透深度大的近紫外波段曝光出来的图形质量好，深宽比大，侧壁陡直。     

MRI微型RF接收线圈的设计与制作

基于MEMS深刻蚀技术和微电镀工艺，介绍了一种用于核磁共振成像（MRI）系统的微型射频（RF）接收线圈的设计与微加工制作方法，研制出了线圈内径为100μm，线圈厚度200μm，线圈宽度30μm，深宽比大于6，品质因数为4的微型金属螺旋线圈。实验结果表明，该制作工艺可为高深宽比的金属微结构的研制和核磁共振成像系统微型化提供新的方法和支持。     

宽带高速电台的低功耗小型化设计与研究

宽带高速电台的设计需要满足性能、体积、重量、功耗的平衡。简述了宽带高速电台采用的低功耗小型化的主要技术和要求,主要阐述了电源功耗控制管理、结构设计特点、信道机采用的小型化电调滤波器原理,分析了采取先进的FPGA技术成果、刚柔结合组装工艺的应用,并针对基带集成工艺技术、印制板工艺发展、MEMS 技术等对电台以后的低功耗小型化影响进行技术展望。最后结合实际设计及测试结果,介绍该电台的应用、使用效果及低功耗小型化的持续研究的必要性。     

基于晶格动力学的纳米薄膜热特性研究

针对分子动力学模拟存在的缺点,提出了基于晶格动力学模拟纳米薄膜热特性的新方法,并用该方法模拟了各种不同厚度的硅和氩纳米薄膜的比热、熔化温度、热膨胀系数和热传导系数等热特性参数。计算结果表明纳米薄膜具有与宏观晶体不同的热特性,并且呈现随纳米薄膜厚度变化的尺寸效应:纳米薄膜越薄,则熔化温度越低、比热越大、面向热膨胀系数越大、法向热传导系数越小;当纳米薄膜厚度远小于相应的宏观晶体的声子平均自由程时,法向热传导系数远小于相应的宏观晶体的热传导系数,并与纳米薄膜厚度成正比。     

SU—85光刻胶的应用工艺研究

SU－8系列负性光刻胶是一种新品光刻胶,它具有良好的光敏性和高深度比,适合于微机电系统,UV－LIGA和其它厚膜,超厚膜应用[1,2],介绍了利用SU－85光刻胶,采用UV曝光制轩LIGA掩模板涉及的SU－85工艺研究结果。     

基于SU-8材料的无源-有源集成式电光开关设计与制备

对基于SU-8紫外负性光刻胶的无源-有源集成 式电光开关进行了系统的研究。 首先用物理掺杂的方法制备出价格 低廉、性能良好的主客掺杂型电光材料DR1/SU-8,反射法测量其电光系数约为11. 5pm/V@1310nm。为减小器件的插入损耗, 设计了有源芯层为DR1/SU-8、无源芯层为SU-8的倒脊形混合集成式波导结构。制作完 CPW行波电极后,对器件进行接 触极化。实验测得开关的上升时间和下降时间分别为5.6μs和5.2μs,插入损耗为13.8dB,与只用DR1/SU-8作为波导芯层的 器件相比,插入损耗减小了约2.8dB。实验结果表明,这种无源-有 源集成式电光波导有效地减小了器件的插入损耗,为制备 低损耗的电光器件和单片多功能集成器件奠定了一定的基础。     

Wet releasing and stripping SU-8 structures with a nanoscale sacrificial layer

This paper presents a new method of wet releasing SU-8 structures using very thin Omnicoat^™ as sacrificial layer and NMD-3 developer as releasing solution. Four-inch sized SU-8 structures with different pattern and thickness of 65 μm have been successfully released from silicon substrate by this method. Experiments show that Omnicoat^™ layer is very helpful to strip SU-8 molds in which metal structures are electroplated. SU-8 can be removed directly using remover if there is an Omnicoat^™ layer between the substrate and SU-8 and the electroplated structures is with large dimension. In the case of electroplated structures with small feature size, SU-8 can be removed by combining wet stripping and plasma etching. Nickel micro coils with linewidth of 10 μm and aspect ratio of 4.1 have been fabricated. The analysis about the influence of Omnicoat^™ layer’s thickness on integrity of SU-8 micro coils is also given in our work.     

D8PSK调制格式研究及其传输性能分析

研究了基于相位调制原理的新型调制格式差分八相相移键控(D8PSK),给出了串联和并联两种信号生成方案,对包括非归零码(NRZ)、33%占空比归零码(33%RZ)、50%占空比归零码(50%RZ)、载波抑制归零码(CSRZ)4种不同码型的生成方式进行了说明,对信号的接收过程和预编码公式进行了理论推导,并对系统进行了仿真。仿真系统中信号总速率达到100 Gbit/s,信号生成采用串联方式,信号接收采用4个马赫-曾德尔时延干涉仪(MZI)平衡检测接收机,色散补偿方式采用对称补偿,通过眼图可以看到其接收效果良好。最后对不同码型的D8PSK与DQPSK系统在抵抗群速度色散效应、非线性效应及偏振模色散效应3种主要影响系统传输性能的因素方面进行了分析比较。当眼图张开度代价为1dB时,CSRZ-D8PSK信号的群速度色散容限、非线性容限及偏振模色散容限分别为190ps/nm、4.4 dBm及24 ps,结果表明其具有较好的传输性能。     

光二分路器规格参数值递变特性的分析与研究

给出了确定规格型光二分路器规格参数值的条件和依据,即对光二分路器任何一个规格型号,分光比规格(标准)值与适用范围值的确定应满足的条件是,分光比与规格值产生的偏差引起光节点信号电平的变化量均应在最大允许变化范围内。基于此,分析研究了光二分路器分光比规格值和带宽的变化特性。结果表明,在给定的分光比区域,规格值数目完全取决于光节点信号电平最大允许变化量ΔP。当ΔP一定时,规格值的大小、分布或者说间隔、分光比带宽都依次按相同比例系数10-|ΔP|/5递变。