50 μm级D形硬质合金微铣刀铣削纯铜试验研究

针对折叠波导慢波结构的微型化和高精度要求,采用自研的μEM-200CDS2组合高精度加工机床,通过线电极电火花磨削技术,制备出直径为50 μm级的D形微铣刀。在纯铜工件上开展工艺试验,研究微槽的表面质量。使用白光干涉仪、超景深显微镜、扫描电镜等仪器来观察微槽的变化情况,获得了微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离的变化规律,并对微铣削过程中的表面质量变化及毛刺形成的现象进行了分析。结果表明,槽底刀具的旋转轨迹纹路先是集中在刀具切出方向,随着刀具磨损,转为刀具进给方向;微槽顺铣侧毛刺多于逆铣侧,并随着铣削距离的增加而增多;微槽槽底粗糙度以线性增长趋势不断上升。     

紫外纳秒激光加工金刚石微槽工艺参数优化研究

金刚石微槽在微电子散热器件和光学器件等领域都有非常大的潜在应用价值。系统研究了激光脉冲能量、扫描速度、扫描次数、重复频率和离焦量对金刚石微槽形貌、微槽宽度、微槽深度及微槽深度与宽度的比值的影响规律。研究结果表明,金刚石微槽的深度与激光脉冲能量、扫描次数呈正相关,随着激光脉冲能量和扫描次数的增大,微槽深度逐渐增加,并且当激光脉冲能量达到200μJ,扫描次数增加到30时,微槽深度趋于稳定;金刚石微槽的深度与扫描速度呈负相关,当扫描速度为5 mm/s时,可获得深度较大的微槽;微槽的深度随着激光重复频率的增大而增加,当激光重复频率达到60 kHz时,微槽的深度趋于稳定。当离焦量从负值变化到正值时,微槽的深度先增加后减小,当离焦量为-1 mm时,微槽的深度达到最大。在激光脉冲能量为200μJ,扫描速度为5 mm/s,扫描次数为30,重复频率为60 kHz,离焦量为-1 mm的优化参数下,能够获得微槽深度与微槽宽度的比值大于12的金刚石微槽。     

一种适用于ISFET读出的高精度CMOS运放设计

介绍了一种适用于ISFET读出的高精度CMOS运放设计.该运放可为ISFET提供恒定电流、电压偏置,从而便于构建读出电路并于微传感器单片集成.通过运用连续时间自调零技术,大大降低了运放的失调电压、1/f,噪声和温漂等低频噪声.该设计基于0.35/μm CMOS工艺,电源电压3.3V,运放的开环增益超过100dB,输入等效失调电压低至11/μV,总功耗仅为1.48mW.应用该运放实现的pH微传感器已通过实验验证.     

一种适用于ISFET读出的高精度CMOS运放设计

介绍了一种适用于ISFET读出的高精度CMOS运放设计.该运放可为ISFET提供恒定电流、电压偏置,从而便于构建读出电路并于微传感器单片集成.通过运用连续时间自调零技术,大大降低了运放的失调电压、1/f,噪声和温漂等低频噪声.该设计基于0.35/μm CMOS工艺,电源电压3.3V,运放的开环增益超过100dB,输入等效失调电压低至11/μV,总功耗仅为1.48mW.应用该运放实现的pH微传感器已通过实验验证.     

飞秒激光刻蚀石英工艺研究

为了探究石英晶体飞秒激光刻蚀工艺,本文使用波长为1030 nm、重复频率20 kHz、脉冲宽度290 fs的飞秒激光系统研究了飞秒激光参数、定焦点与变焦点扫描以及飞秒激光裂片技术对刻蚀石英材料的影响。首先研究了飞秒激光扫描次数、扫描速度及离焦量对刻蚀石英微槽的影响规律。其次对比分析了定焦点扫描与变焦点扫描对微槽形貌的影响,最后研究了飞秒激光裂片石英材料技术。研究表明,在激光单脉冲能量为60μJ,扫描速度4 mm/s,扫描次数为50条件下获得槽宽为32μm,深宽比达2.2的石英微槽;相较于定焦点扫描,变焦点扫描时微槽侧壁趋近于直壁状态,微槽壁面角从56°降低至34°;当扫描次数增加到一定程度时会在微槽底部诱导裂纹的产生,微裂纹进一步扩展形成切面,裂纹扩展区切面质量明显高于飞秒激光烧蚀区。     

高定位精度光纤传像束面阵的V型槽法制备

高精度传像束可提高其与相机或透镜阵列之间的耦合精度,满足集成光学成像、光学器件及探测系统等领域的应用要求。为此提出了采用V型槽法制备高定位精度光纤传像束面阵。该方法首先将高精度V型槽嵌入排丝工装中,利用排丝机的张力牵引光纤来进行排丝,V型槽能够保证光纤横向定位精度和纵向定位精度,而后将由V型槽法排丝获得的光纤片进行叠片排列,制备出高定位精度光纤传像束面阵。采用计算机辅助电荷耦合器件(CCD)成像测量系统对传像束面阵光纤定位精度指标进行了测试、计算和分析,结果表明单根光纤的定位精度不超过4μm。该项工作为高精度传像束面阵的制备奠定了基础。     

德州仪器宣布推出最低功耗、最小尺寸的零漂移放大器

德州仪器(TI)宣布推出最新系列的零漂移运算放大器。这些产品实现了高精度、微功耗以及微小型封装的完美组合。OPA333具有超低失调(2μV)、超低静态电流(17μA),低至1．8V的工作电压以及SC70或SOT23封装等优异特性,是医疗仪器、温度测量、测试设备、安全与消费类等应用领域的理想选择。 OPA333采用TI高性能的高精度     

高精度激光伺服测微新方法的研究

以激光自聚焦伺服原理为基础研究高精度的测微新方法,具有分辨率高,结构轻巧,动态响应快,非接触测量及价格低廉等优点,能够广泛方便地应用在各种位移、振动、变形及产品质量的尺寸检测等领域,测量精度可稳定达到０．１μｍ,自聚焦伺服测量范围可达－１０μｍ～＋１０μ     

东芝公司开发精密激光加工技术

日本东芝公司开发了可将激光束聚焦在金属薄板等材料上进行高精度切割加工技术。在厚度为200μm的薄板上,切口宽度仅为20μm以下。据称,可在制作微机械或制作含有集成电路的引线框等方面应用。     

用深反应离子刻蚀和介质填充技术制造具有高深宽比的超深电隔离槽

提出了一种利用深反应离子刻蚀(DRIE)和电介质填充方法来制造具有高深宽比的深电学隔离槽的新型技术.还详细讨论了DRIE刻蚀参数与深槽侧壁形状之间的关系,并作了理论上的阐述.采用经过参数优化的DRIE刻蚀深硅槽,并用反应离子刻蚀(RIE)对深槽开口形状进行修正,制造了具有理想侧壁形状的深槽,利于介质的完全填充,避免产生空洞.电隔离槽宽5μm,深92μm,侧壁上有0.5μm厚的氧化层作为电隔离材料.I-V测试结果表明该隔离结构具有很好的电绝缘特性:0～100V偏压范围内,电阻大于1011Ω,击穿电压大于100V.电隔离深槽被首次应用于体硅集成微机械陀螺仪上的微机械结构与电路之间的电气隔离与机械连接,该陀螺的性能得到了显著提高.     

利用YAG激光器的精密加工技术

日本生产技术研究所,开发了YAG激光加工技术,将激光聚于直径10μm的点上,以高精度切割原材料,制作微机械用的部件等微小形状。     

用于PCB、HDI、IC载板的高精度多光束激光动态LDI技术

随着智能手机和掌上电脑等超薄、超精细电子产品的大量问世,并为用户广泛接受,其电子产品的小型化、高密度化已成为必然。这些新型电子产品的出现驱动了PCB、HDI和IC载板向更高精度方向发展。据Prismark预测到2014年其线宽L/S精度将会小于10μm/10μm。这使得传统的DMD直接成像式LDI设备将会面临着精度、速度等性能上难以满足高精度的实际需求。阐述了一种新型的用于线宽L/S小于10μm/10μm高精度、高速量产型多光束激光动态LDI技术。该技术是采用了像空间调制器DMD微反射镜阵列对激光束进行图形调制,在成像光系统中增加了与DMD反射镜阵列对应的微透镜阵列图形处理系统,在保证曝光面积不变的前提下缩小了曝光点。其曝光光斑可小于3μm以下。其微透镜阵列采用了多层结构,具有远心光路、空间滤波功能,使曝光焦深可达几百微米到几毫米,提高了设备的实用性和稳定性。采用DMD多光束倾斜扫描技术,实现了更加精细及高密度的曝光图形。采用了阵列式多光引擎同步曝光实现高精度量产型LDI设备。     

大长度高精度侧面研磨光纤关键技术及应用

自主研制了光纤轴向研磨厚度精确控制装置和电弧放电光纤研磨截面高精度抛光装置.通过高精度压电陶瓷PZT调节光纤侧面的研磨厚度,研磨精度达0.01 μm.通过定位传感器控制光纤的研磨长度,可实现长度大于100 mm的光纤侧面研磨.采用低热膨胀系数微晶玻璃作为研磨块.大大降低研磨损耗.微晶玻璃上刻制多个V型槽,可实现多光纤同时轴向研磨,极大地提高了光纤研磨效率.利用电弧放电所产生的高温将研磨光纤的表面进行熔化,从而有效消除研磨光纤表面的粗糙度,抑制微裂纹或凹坑造成的较大损耗.利用上述装置,可精确控制光纤侧面研磨厚度,为高精度双折射可控保偏光纤光栅、基于光纤光栅辅助耦合波分复用(WDM)下话路器等光器件的研究奠定了基础.     

陶瓷微结构的制作研究

研究了一种制作高精度、大高宽比高铝陶瓷微器件的工艺方法。首先利用同步辐射曝光,制作出带有微结构的PMMA模具。模压后,溶去模具,在1 700℃烧结成型。利用这种工艺,获得了宽度23μm,高度400μm的陶瓷微结构。同时,利用该工艺进行了陶瓷微反应器的初步研制,实现了陶瓷微管道的加工。     

1级洁净室在工程中的应用

本文从洁净室内调净化设计所采用的0.1μm无隔板超高效空气过滤器的性能、液槽密封装置、自动控制、防微振措施及测试效果等方面介绍了1级洁净室（美国联邦标准-209E对于0.1μm粒子，≤35.0粒/ft^3)在工程中的应用情况。     

脉冲光纤激光切割连杆裂解槽工艺参量优化

为了获得36MnVS4连杆裂解槽最优的切割质量,采用正交实验法对裂解槽进行了激光切割理论分析和实验验证,通过激光共聚焦显微镜测量裂解槽的深度、宽度、张角及曲率半径等几何尺寸,同时采用扫描电镜观测裂解槽底部微观形貌及热影响区的厚度,采用极差分析法得到了峰值功率、脉冲宽度、切割速率和脉冲频率对裂解槽几何尺寸的影响,并获得了最优实验参量组合。结果表明,裂解槽热影响区厚度皆小于100μm且裂解槽底部存在微裂纹及气孔,各参量组合对裂解槽宽度、张角及曲率半径的影响较小,对裂解槽深度的影响较大;脉冲宽度和峰值功率对槽深的影响较大,脉冲频率和切割速率对槽深的影响较小;优化后切割速率为1.0m/min,峰值功率为700W,脉冲频率为1000Hz,脉冲宽度为50μs。这一结果对实际生产具有重要意义。     

毫米级全方位微装配机器人的识别、定位及运动控制

介绍了一种毫米级全方位微机器人,设计用于微型工厂中的微装配操作.采用外部计算机视觉系统进行监控,先利用CCD摄像头捕捉微型机器人顶部及夹钳上的特征标志,再通过设计的视觉处理方法,实现了对微机器人的高精度识别和定位.在利用计算机视觉进行反馈控制的基础上,采用了对装配平台进行分区、快速前进与高精度步进相结合的运动控制策略,实现高精度的微装配任务.实验验证了以上方法和策略的有效性.     

白光干涉检测仪垂直扫描系统设计

白光垂直扫描干涉测量方法具有高精度、大量程并且为非接触测量等优点,因此被广泛地应用于半导体、微机电系统(MEMS)等检测领域.传统的白光扫描干涉仪采用压电(PZT)陶瓷驱动器,虽然能实现高精度的测量,但存在量程小、测量效率低等缺点.基于此,提出了以步进电机作为驱动器、高精度光栅尺作为位置反馈的白光干涉垂直扫描运动平台,并设计了以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心处理器的控制板卡.实验证明,该运动平台在运动速度为50 μm/s时,定位偏差小于15 nm,最大行程为3 mm,实现了高精度、大行程以及高效率的扫描检测.可以以较低的成本实现对具有高深宽比的微纳器件形貌的检测.     

激光刻蚀法网格化热释电红外焦平面探测器的实验研究

采用激光刻蚀的方法来实现非制冷热释电红外焦平面探测器的网格化,分别在空气中和碱溶液中使用紫外激光对钛酸锶钡(BST)材料进行划线,分析了溶液和激光参数的影响.使用KOH溶液作为辅助介质时,获得了宽为81μm,深约25μm,边缘光滑,侧壁垂直度高的微槽,已满足了实际应用要求.     

大口径光束引导装置设计

在惯性约束核聚变装置中,为了实现高精度光束焦点位置调整的目的,采用了基于高精度自动调整反射镜进行光束准直引导的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了不同驱动方式下电动反射镜的调整精度数据.结果表明:柔性铰链连接直线微位移驱动机构和旋转轴框,能够有效地消除摩擦和间隙等对精度的影响,该电动反射镜能够在±15 mrad的运动范围内实现1μrad激光光束指向调整分辨率,满足了神光-Ⅲ装置的技术要求。这一结果对大型激光器中高精度光束调整系统的设计是有帮助的。