MEMS硅半球陀螺球面电极成形工艺

由于球面电极是曲面结构,电极各处的电感耦合等离子体(ICP)刻蚀深度不一致,在加工过程中常发生球面电极还未刻蚀到位而谐振器已被破坏的现象,故本文提出了新的球面电极成形工艺。基于ICP刻蚀固有的lag效应,采用刻蚀窗口宽度由60μm渐变至10μm的V形刻蚀掩模调制电极各处的刻蚀速度,在电极各处获得了基本一致的归一化刻蚀速度(2.3μm/min)。利用台阶结构拟合球面电极的3D曲面结构,并保证通刻阶段的硅厚度基本一致为150μm来消除球面电极加工时最薄处已经刻穿阻挡层并破坏谐振器而最厚处还没有刻蚀到位的现象。结合台阶状的二氧化硅掩模对球面电极各点处的硅ICP刻蚀当量进行了调整,使其基本相等,通过一次ICP刻蚀即完成了对硅球面电极的加工。利用提出的方法成功制备出了具有功能性输出的微机电系统(MEMS)半球陀螺的硅球面电极,其最大半径可达500μm。     

基于多图像融合的MEMS显微三维形貌重构

针对微型机电系统(MEMS)的三维测量,显微镜或光学轮廓干涉仪等传统方法存在显微测量精度低、设备成本高等问题,且当结构含有较多断裂面时,解包裹算法效果欠佳。本文提出一种基于多图像融合的MEMS显微三维测量方法。不同于多角度显微三维测量方法,本研究首先利用单目显微镜,通过单一轴向移动获取一系列测量目标深度信息的单一角度图像,并利用去雾算法对图像进行预处理,实现了去噪和有效信息提取的目的;然后通过聚焦测度算法获取待测对象的深度信息;最后利用数据处理软件进行三维拟合。基于上述原理,本文以焦平面阵列(FPA)作为待测目标进行了测量实验。本文提出的三维测量方法和图像处理算法可获得更准确的FPA形貌,可清晰显示反射面与支腿部分及反射面上的释放孔,测得FPA的支腿长度为110.6μm,每个反射面的像元尺寸为120.8μm×70.8μm,与设计值基本吻合,解决了断裂面难以测量的问题,同时降低了微结构测量的难度和成本。单目显微镜单向移动的多图像融合测量技术对MEMS的三维形貌测量具有重要意义,去雾算法在图像融合与三维测量的图像处理也有很好的应用价值。     

高精度石英全息透镜的MEMS工艺制作

通过微电子机械技术(MEMS)在抛光的熔融石英基材表面制作了平面精度达到0.4μm的超大单片面积的全息透镜。采用了分辨率达到0.2μm的步进投影式拼接光刻,适合石英基材的专用等离子耦合刻蚀(ICP)干法刻蚀技术,特殊的物理清洗方法,以及相关的多项辅助工艺。透镜理想面形横截面曲线为分段抛物线,每一片由23个柱状结构单元周期横向排列构成,采用等深度不等宽度的4台阶结构拟合,单元宽度约为2.966mm。在4in(10.16cm)圆片上,获得了单片尺寸为68mm×68mm的方形透镜。采用接触式台阶仪,扫描电子显微镜(SEM),高倍光学显微镜等方法进行不同阶段检测。结果显示:台阶平面精度为0.4μm,垂直精度为30nm,有非常好的立墙陡直度和刻蚀均匀性。此工艺方案可实现小规模批量生产,成本适中,可以直接用于制作6in(15.24cm)以上同等级要求的石英透镜,经适当改进也可用于蓝宝石等基底材料的制作。     

微能源的研究现状及发展趋势

电子产品小型化、微型化、集成化是当今世界技术发展的大势所趋.随着微机电系统(MEMS)技术的发展,与之相关的微能源技术得到人们更多的重视.人们希望MEMS技术和微能源技术互为促进,运用MEMS技术工艺改善和提高微能源的性能,同时微能源以某种方式集成于MEMS中,使MEMS具有更加强大和完备的功能.目前供能问题已经成为MEMS降低成本、进入实用化、自动化的最大障碍.介绍了微能源技术的研究现状和发展趋势,介绍了国际上微型锌镍电池、微型内燃机系统、微型锂电池、微型太阳电池、微型燃料电池和微型同位素电池研究工作的最新进展.简单分析了微能源的发展方向和应用前景.     

砷的微波等离子体炬质谱行为探究

本研究将氢化物发生(HG)技术与微波等离子体炬(MPT)相结合,开发了一种针对砷元素的快速、灵敏的常压直接质谱分析方法,即氢化物发生-微波等离子体炬质谱(HG-MPT-MS)法,并在此基础上系统探究了不同电离条件下砷的质谱行为。在正、负离子模式下,砷具有显著区别于电喷雾电离(ESI)、电感耦合等离子体(ICP)等电离技术的特征质谱峰(如可实现分子电离,易与硝酸根等离子结合,甚至形成砷酸根离子的二聚体等),且背景干净、信号响应强,适用于对复杂样品中的微量砷进行直接质谱分析。此外,还研究了盐酸浓度对氢化砷信号强度和电离行为的影响,以及微波功率对砷电离行为的调控。与ICP相比,MPT在分析砷元素时具有极低的功耗和氩气消耗、软电离以及能量连续可调控等优势。结果表明,在1～500μg/L浓度范围内,砷浓度与其信号强度具有良好的线性关系,线性相关系数(R²)大于0.998,检测限为0.02μg/L,且各待测离子的信号稳定性和峰形均较好。     

ICP-MS法测定中药材中5种有害元素方法的研究

使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定10个品种药材中的铜、砷、镉、汞、铅5种有害元素方法。数据的重复性和回收率符合痕量分析的要求,该方法具有灵敏度高,速度快的特点。     

齿条型刀具基本齿廓的改进

为提高外啮合渐开线圆柱齿轮的齿根弯曲强度 ,针对齿条型刀具提出了减小刀具齿顶高并同时加大其齿顶过渡圆弧半径的改进方案。确定了在保证齿轮工作时不发生过渡曲线干涉且不改变齿轮有效齿面的前提下刀具的最小齿顶高系数 ,并建议在齿轮刀具标准中增加刀具齿顶高系数系列。     

大型装配工具制造工艺探讨

从企业制造加工的实际情况出发。通过对一个典型装配工具制造过程的详细分析，阐述了大型装配工具工艺制订的一般原则和基本方法，对企业工装制造技术的提高有一定的意义。     

螺旋刀具的仿形制造

本文利用螺旋面理论。结合计算几何知识，根据－麻花钻实物求出了加工该工件用的二次圆盘刀具截形。本方法可靠实用．计算方便．在实际生产中得到了验证。     

回转类复杂曲面加工的二维自校正控制

针对回转类复杂曲面加工过程的特点,提出二维自校正控制方法,以实现其缓变和突变特性的综合校正,针对曲型活塞中凸变椭圆裙面的车削加工实验,证明方法可有效提高复杂轮廓加工精度。     

型材拉弯成形性的研究进展

拉弯成形可以有效地减少回弹,实现型材的高精度弯曲,因此拉弯成形在飞机、汽车型材弯曲件的生产中得到了广泛的应用.针对型材的拉弯成形,从型材力学性能、截面形状、工艺参数3个方面阐述了目前的研究状况及所取得的成果.     

金刚石涂层刀具铣削高硅铝合金的性能研究

选用未涂层、TiAlN涂层及金刚石涂层整体硬质合金两刃平头立铣刀,在相同切削参数下进行高硅铝合金的高速铣削加工试验。试验结果表明:金刚石涂层铣刀具有良好的耐磨性,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具使用寿命长,加工表面粗糙度值稳定性好,是铣削高硅铝合金的理想刀具。     

浅谈仿真工具对控制系统稳定性的分析

介绍Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis(SPICE)-PSPICE、MATLAB仿真软件在自动控制模拟仿真分析中的应用,更新了传统的设计与分析的模式,并给出了实用的电路仿真实例。充分利用功能强大的数据分析软件PSPICE对系统函数进行仿真,并用另一软件MATLAB对此系统进行了系统仿真,对其仿真结果进行了分析和比较。     

数控机床远程控制及通信研究

简要介绍了TCP／IP通信协议及在c／s模式下实现远程控制通信的流程,论述了在VB6．0编程环境下,利用Winsock通信实现远程控制的方法和设计思路;阐述了NUM数控系统APServer的体系结构,服务器通过CNC获取机床信息的方法,以及服务器端和客户端控制功能编程的实现方法。远程控制系统可以实现文件的上传、下载和机床参数的查询等功能。试验证明,该系统的体系结构可以实现预期远程控制的目的。     

基于数值计算的近净成形直齿锥齿轮齿形精度控制方法

针对塑性成形的直齿锥齿轮齿形精度不高、修形考虑不足的问题,提出了一种基于数值计算的近净成形齿形精度控制方法,并详细描述了其工艺流程。以轿车差速器行星锥齿轮为对象进行应用研究,进行了直齿锥齿轮的数字化建模、接触分析、塑性成形工艺有限元仿真和回弹计算。结果显示,在齿高方向上,回弹最小在鼓形处,往齿顶和齿根方向回弹量逐渐增大,接近齿顶处达到最大回弹0.14mm。对模具型腔进行了二次修正的精度控制,使齿形偏离理论修形齿面的值降到-0.025mm以下。研究结果表明,采用该方法能够获得具有较高齿形精度的直齿锥齿轮产品。     

刀具几何参数对切削过程的影响

金属切削是常用的机械制造加工手段，不同的切削参数对加工过程的影响不一样，本文利用有限元软件，通过对金属加工过程的模拟，得到不同参数对加工过程的影响曲线，为正确的选择加工参数提供了理论依据。