微电子机械器件压膜空气阻尼的一般化雷诺方程

推导建立了一个用于微电子机械(MEMS)器件压膜空气阻尼的一般化微分方程.该方程很好地解决了分析有限尺寸孔板的边界和孔板的厚度对压膜阻尼的影响的困难.结合边界条件求解该方程可以得到各种压膜阻尼结构中的阻尼压强分布和阻尼力.以长条板为例得到了有限宽度和有限厚度孔板压膜阻尼的压强分布和阻尼力的解析解,在非孔板的条件下该解退化为一般传统雷诺方程的解,而在无限大薄孔板的极端条件下,该解也与传统雷诺方程在此条件下的解相一致,进一步证明了该方程的正确性.因此,该一般化的雷诺方程为MEMS器件的压膜阻尼设计提供了有效的手段.     

微机械槽板结构空气压膜阻尼的修正雷诺方程

推导出了一个适用于槽板结构压膜空气阻尼的微分方程.该方程与传统雷诺方程的区别是在雷诺方程的左边增加了一个用以表示气体从槽流出所引起的阻尼效应的修正项,并考虑了槽中有限气流通道长度的端头修正.在适当的边界条件下,利用此方程可以求解槽板压膜阻尼的压强分布、阻尼力和阻尼力系数.该槽板结构压膜空气阻尼的微分方程对槽板的厚度和横向尺度没有限制,为分析有限尺寸和有限厚度槽板的压膜空气阻尼提供了一个有用的方法.     

微电子器件的静电防护探讨

微电子是IT行业发展的典型代表,微电子器件的应用,需要做好静电防护的工作,以此来提高微电子器件的性能,避免影响其在应用中的表现.因此,本文重点探讨微电子器件的静电防护措施.     

微电子器件的现状和未来

电子器件的尺寸到底小到什么程度,才算是微电子器件,至今还没有一个明确的定义。但微电子器件的重要性,其发展速度的迅速,以及对人类生产、生活的影响,已被世人所瞩目。微电子器件的发展,从晶体管发明(1947年)算起,已有44年;从锗集成电路问世(1958年)算起,已有33年;从硅双极型单片集成电路问世(1960年)算起,已有31年;从硅 MOS 动态随机存取存贮器(DRAM)的出现(1968年)算起,也已有23年历史了。根据美国市场调查公司——Data Quest 公司今年年初公布的1990年情况来看,全世界微电子器件的总产值约为582亿美元。由于规模生产的特点和剧烈     

“微电子器件”课程的教学方法

本文针对我院专业基础课微电子器件的课堂教学,进行了教学方法的改进和创新。我们采用先定性再定量、抽象概念形象化及理论与工程实践相结合等灵活多样的教学形式,有效地提高了教学质量。其结果是有助于学生的专业素质、创新思维和动手能力的提高。     

“微电子器件”课程体系的改革探索

本文在分析原有“微电子器件”课程体系不足的基础上,提出了以人才需求为导向的课程体系的改革。改革通过教学目标的全面化和教学内容的整合优化,同时采用先进的教学手段来进行。“微电子器件”课程体系的改革将使学生能够更快地适应今后的工作岗位,为社会提供更加适合工作岗位的人才。     

“微电子器件”多元化教学方法的探索

本文依据“微电子器件”课程自身特点,尝试使用选择法、启发式结合关联法、类比法、实践法和任务驱动法等多种教学方法和手段,结合学生的实际、专业发展需求和市场需求进行教学,取得了良好的教学效果。     

什么是影响机械塑封微电子器件可靠性的决定因素？——“水汽”或者“结构”

本文对当前国内外塑封微电子器件可靠性研究中流行的“水汽作用”、“膨胀系数不匹配”和“热应力”等观点进行了分析和评论,认为这些观点仅只是影响可靠性的“外部条件”,而其决定因素,即“内因”,应该是器件本身的“力学结构”。合理的“力学结构”不仅能从根本上解决器件的可靠性问题,而且还能影响在塑封时模制化合物的均衡流动,有助于空洞和充不满等缺陷的消除。“力学结构”的观点将为可靠性研究和提高器件生产率开辟一个崭新的领域。     

真空微电子器件的特点及新制造技术

本文介绍真空微电子器件的特点和最近开发出来的新制造技术。     

“微电子器件”课程三元教学法的研究

本文介绍在“微电子器件”的课堂教学中,将课堂讲授、实验测试和器件仿真三种教学方法有效地结合起来,形成“微电子器件”课程的三元教学新方法,使学生从被动学习变为主动的、创造性的学习,有效加深学生对器件物理机制的理解,提高教学质量.本文对“微电子器件”课程教学有一定的指导作用.     

Modified Reynolds Equation for Squeeze-Film Air Damping of Slotted Plates in MEMS Devices

推导出了一个适用于槽板结构压膜空气阻尼的微分方程.该方程与传统雷诺方程的区别是在雷诺方程的左边增加了一个用以表示气体从槽流出所引起的阻尼效应的修正项,并考虑了槽中有限气流通道长度的端头修正.在适当的边界条件下,利用此方程可以求解槽板压膜阻尼的压强分布、阻尼力和阻尼力系数.该槽板结构压膜空气阻尼的微分方程对槽板的厚度和横向尺度没有限制,为分析有限尺寸和有限厚度槽板的压膜空气阻尼提供了一个有用的方法.     

MEMS压阻加速度传感器阻尼特性研究

研究了空气阻尼对MEMS压阻加速度传感器性能的影响,建立了传感器动力学模型和空气阻尼模型,分析了空气间隙大小与传感器阻尼系数的相互关系,通过控制空气间隙可以达到控制加速度传感器阻尼的目的。根据分析结果设计了三明治结构封装的传感器,应用有限元仿真软件,对传感器的应力和应变进行了仿真计算,完成传感器结构参数设计;采用MEMS体硅加工工艺和圆片级封装工艺,制作了MEMS压阻加速度传感器。测试结果表明,采用三明治结构封装形式,可以控制压阻加速度传感器的阻尼特性,为提高传感器性能提供了途径。     

扭臂结构静电驱动式微驱动器动力学特性分析

基于扭转动力学原理,推导了用于分析静电微驱动器的驱动电压、响应时间和其它动力学参数的特性方程。对于忽略和考虑空气阻尼效应的2种情况,分别进行了详细的讨论,计算结果可以用于分析器件处于真空和空气条件下的工作状态。结果表明,当考虑空气阻尼时,悬臂梁的运动轨迹与忽略空气阻尼时相比较发生相当大的改变,从而吸合（pull—in）电压和响应时间等计算结果也发生改变。因此,对于微机电系统（MEMS）器件的设计和制作,空气阻尼效应是影响其性能和工作条件的重要因素。最后,介绍了一种光学测量方法,可用于器件的响应时间和悬臂梁扭转角度等参数的测试,得到的实验结果与理论分析结果有较好的吻合。     

MEMS红外探测器响应时间测量方法研究

传统地,MEMS红外探测器响应时间的测量需要基于黑体辐射源、斩波器、水冷装置等设备搭建一套复杂的测量系统,然而斩波器的遮挡区域和透光区域具有一定的面积,其按某频率工作时会消耗一定的时间,而测试所得的器件响应时间无法排除斩波器的工作耗时,导致测试结果存在较大误差,所测响应时间为14.46ms。为解决这一问题,提出了一种以钛宝石激光器为辐射光源,利用声光调制器构建纳秒级激光脉冲,MEMS红外探测器响应激光脉冲的作用输出脉冲电信号,很好地规避了测量系统中设备工作耗时引入的时间参数,所测响应时间仅为3.13ms。由此可见,传统方法中斩波器工作耗时引入的时间误差甚至超过器件响应时间的300%,充分证明了此方法可以有效解决这一问题,进而为MEMS红外探测器以及其它光学探测器性能参数的测试与计量提供了一种新的方法。     

PZT压电薄膜在MEMS中的应用

从MEMS应用的角度介绍了PZT压电薄膜的制备、集成工艺与压电系数的测量,并给出了压电薄膜在MEMS中的应用实例。     

惯性冲击对低真空封装的RF MEMS电容开关性能的影响

分析了外界惯性冲击对低真空封装的旁路电容式RF MEMS开关性能的影响.得到了近似计算外界惯性冲击引起位移的解析式.在已知最大容许插入损耗和外部惯性冲击环境条件下,MEMS开关支撑梁的最小机械刚度常数以及外部惯性冲击引起的插入损耗可以根据该式得到.通过RF MEMS电容式开关实例,表明设计低真空封装的RF MEMS电容式开关时应考虑外部环境因素.可见,RF MEMS开关用低真空封装可以减小空气阻尼、改善开关速度和执行电压的同时,开关的性能却容易受外界环境因素的影响.该研究对低真空封装的RF MEMS电容式开关的优化设计很有意义.     

惯性冲击对低真空封装的RF MEMS电容开关性能的影响

分析了外界惯性冲击对低真空封装的旁路电容式RF MEMS开关性能的影响.得到了近似计算外界惯性冲击引起位移的解析式.在已知最大容许插入损耗和外部惯性冲击环境条件下,MEMS开关支撑梁的最小机械刚度常数以及外部惯性冲击引起的插入损耗可以根据该式得到.通过RF MEMS电容式开关实例,表明设计低真空封装的RF MEMS电容式开关时应考虑外部环境因素.可见,RF MEMS开关用低真空封装可以减小空气阻尼、改善开关速度和执行电压的同时,开关的性能却容易受外界环境因素的影响.该研究对低真空封装的RF MEMS电容式开关的优化设计很有意义.     

MFM Study： the Air Damping Effect on Magnetic Imaging of CoNbZr Thin Film

This paper studies the CoNbZr soft magnetic thin film by magnetic force microscopy （MFM）. By measuring in atmosphere circumstance, the magnetic force images display some clear dark dots which are corresponding to the clusters in the topography images welL Then the dark dots disappear in magnetic force images, scanning in high vacuum. This indicates that the dark dots are caused by air damping between the vibrating tip and the sample. An interpretation for the above observation is given.