MEMS冷气推进器的制作及实验研究

介绍了一种两层结构的MEMS冷气微推进器的设计和制作.并从不同的膨胀比和喉部尺寸的角度,对微推进器的推力和比冲性能进行了实验测量.实验结果表明,所制作的微推进器可以达到的最大推力在3.3～4.9mN之间,比冲在51.0～66.3s.     

MEMS冷气推进器的制作及实验研究

介绍了一种两层结构的MEMS冷气微推进器的设计和制作。并从不同的膨胀比和喉部尺寸的角度 ,对微推进器的推力和比冲性能进行了实验测量。实验结果表明 ,所制作的微推进器可以达到的最大推力在 3.3～ 4 .9mN之间 ,比冲在 5 1.0～ 6 6 .3s     

微胶体推进器起始工作电压的估计方法研究

提供了一种考虑到微制造工艺实际的对微胶体推进器的起始电压进行估计的方法。本方法的关键在于把基于深度干法腐蚀的微推进器的两极简化成一组双曲等势面中的两个，利用拉麦方程得到微推进器两极间静电场分布的近似解。进而分析微胶体推进器源极顶端工质液滴的静电力和表面张力的平衡，得到微胶体推进器的起始工作电压。按照工作电压的估计方程，基于ICP腐蚀，设计了4种微胶体推进器。利用悬臂梁和电涡流微位移传感器对微推进器的测试结果表明，利用该方法对微胶体推进器起始电压进行的估计和实际测试结果有很好的一致性。     

应用于MEMS气密性封装测试的微型湿度传感器的设计与制作

MEMS器件的封装一直是MEMS技术的难点之一，在封装设计中，如何测试封装的有效性就显得尤为重要。本文叙述了一种基于MEMS技术的微型湿度传感器的原理、设计以及工艺流程。在其上进行气密性封装，则可通过对封装内的湿度测量来判断该封装的气密性能。在设计中，充分考虑了尺寸、工艺以及灵敏度等各方面要求。制作采用的是传统的光刻、刻蚀工艺。该湿度传感器结构简单，易于制作，其性能能够满足气密性封装测试的要求。     

宽范围可调MEMS集成滤波器的设计与制作

基于MEMS平面螺旋电感和MEMS可调平行板电容设计并制作了一种宽可调范围的集成可调带通滤波器。理论分析并计算了可调滤波器电感和可调电容的取值范围,利用HFSS设计得到各元件结构参数,并使用AnsoftDesigner分析软件对可调滤波器电路进行了模拟仿真。设计得到的可调滤波器中心频率调节范围为400～700MHz,可调率达75%,实现了宽范围可调,3dB相对带宽范围为5%～10%,插入损耗小于5dB,芯片尺寸为20mm×6mm×0.4mm。给出了一套基于MEMS平面工艺的MEMS集成可调滤波器的制作流程,实现了MEMS集成可调滤波器的工艺制作及测试。测试结果表明,获得的可调滤波器实现了通带频率宽范围可调。     

MEMS红外光源光谱特性及温度特性测试研究

MEMS红外光源是基于微机电系统(MEMS)制造工艺的红外光源器件,为明确MEMS红外光源的辐射光谱分布特性和温度特性,采用SR5000光谱辐射计对MEMS红外光源进行辐射光谱分布特性测试,所得数据表明所选光源的红外光谱分布主要在3~5μm之间,中心波长位于3.6μm,该波段红外光具有接近90%的大气透过率;采用红外测温仪和热敏电阻对光源辐射体温度进行测试,结果显示所选MEMS红外光源温度特性优良,适用范围广泛.     

基于MEMS的微推进系统的研究现状与展望

重点介绍了目前国内外各种MEMS微推进系统的研究现状和不同微推进系统的技术特点，阐述了基于MEMS技术的微推进系统基本特征，并分析了MEMS微推进系统的发展趋势和面临的挑战。     

MEMS光开关及主要工艺技术的研究

光开关是实现全光网络的核心技术之一,目前光开关采用的主要技术方案有MEMS、铁电液晶、气泡、热光、全息、声光、热毛细管等,其中MEMS光开关因具有体积小、集成度高、能大规模生产等优点成为光开关研究的关键之一。本文对MEMS光开关的类型、特点及研究现状进行介绍,并重点对MEMS光开关涉及的工艺技术进行研究,认为工艺问题是MEMS光开关研究成败的关键。     

RF MEMS封装的研究与发展

本文介绍了RF MEMS封装的分类、特殊性和基本要求。根据RF MEMS封装的基本要求,文章从封装材料、封装结构、焊接技术、电连接技术和封装新技术等方面介绍了RF MEMS封装的研究与发展现状。     

MEMS微电磁驱动器的分段磁路模型及实验研究

介绍了一种MEMS电磁微驱动器.基于分段磁路的网络方程法,针对微电磁驱动器所采用的平面线圈的结构特点,建立了平面线圈微驱动器的非线性磁路模型.实验结果表明,考虑线圈绕组半径不同而产生的磁动势分布效应可以为平面线圈型微驱动器建立可靠的模型.采用硅微细加工技术和微电铸技术成功地制作出了这种微驱动器,并对器件的性能进行了测试,测试结果表明,该模型能很好地计算驱动器的电磁力.     

一种X波段RF MEMS开关的设计与制作研究

设计并制作了一种X波段的电容式RF MEMS开关。该开关在共面波导上的悬空金属膜桥的支撑梁呈螺旋结构,其等效电感值高达134pH．有效降低了“关”态的谐振频率。结合开关的等效电路模型．使用Agilent ADS软件以及理论公式计算对该开关进行了设计和优化。与传统桥膜电容式开关相比,所介绍的开关”关”态隔离性能得到了很大提高。利用表面微机械工艺,在高阻硅衬底上制备了开关样品。X波段MEMS开关的在片测试结果表明：驱动电压为9V,“开”态的插入损耗约0．69dB@11．6GHz;“关”态的隔离度约27．7dB@11．6GHz。     

电磁驱动推拉式射频MEMS开关的设计与制作

提出了一种新型电磁驱动推拉式射频MEMS开关。针对传统静电驱动单臂梁开关所需驱动电压大、恢复力不足等问题,设计了一种推拉式开关结构,降低了驱动电压(电流),提高了开关的隔离度,同时实现了单刀双掷的功能。单晶Si梁由于自身无应力,解决了悬臂梁残余应力引起的梁变形问题。通过理论计算和有限元分析,优化了开关设计尺寸,在外围永磁铁磁感应梯度dB/dz=100T/m,在线圈通入100mA电流的驱动下,单晶Si扭转梁末端可以获得约10μm的弯曲量,满足开关驱动要求。给出了开关的详细微细加工流程,对开关的传输参数进行了测试,在10GHz时隔离度为-40dB.     

MEMS开关辐照实验研究

进行了MEMS开关的辐照试验,并对结果进行了分析。所述的MEMS开关采用单晶硅悬臂梁结构实现金属电极接触,工作电压小于50V,最大工作频率大于10kHz。进行了中子辐照和γ辐照实验,其中中子注量为2.73×1013cm-2,γ总剂量为50krad(Si)。并通过对MEMS开关辐照前后性能的测试,获得了辐照对MEMS开关性能影响的实验数据。结果表明,在辐照剂量大于10krad(Si)时MEMS开关性能有明显变化。借鉴国外的相关研究成果,对MEMS器件的辐照失效机理进行了初步分析。     

一种用于微拉伸系统的MEMS弹簧设计与制作

针对微拉伸测试系统支撑梁因塑性变形带来的误差,采用UV-LIGA技术制备出S型支撑弹簧来代替刚性梁,这样即可测量大变形薄膜的力学性能.实验结果表明,用UV-LIGA工艺制备的Ni金属S形弹簧具有良好的均匀性,在较大的变形范围内有很好的线弹性.     

MEMS光开关

采用 MEMS体硅工艺 ,制作了三种结构的微机械光开关 :水平驱动 2 D(二维 )光开关、垂直驱动 2 D光开关和扭摆驱动 2 D、3D(三维 )光开关 .水平驱动光开关采用单层体硅结构 ,另外两种光开关都采用了硅 -玻璃的键合结构 .它们的工作原理都基于硅数字微镜技术 .这三种光开关均采用了静电力驱动 ,具有较低的驱动电压 ,其中扭摆式光开关的驱动电压小于 15 V.对于 2 D开关阵列 ,在硅基上制作了光纤自对准耦合槽 .对后两种光开关的开关特性进行了计算机模拟与分析 ,结果表明这两种光开关具有小于 1ms的开关时间     

基于MEMS的双功能温控芯片的设计与制作

为满足微全分析系统集成化的发展要求,设计制造了一种微型温控芯片。该芯片以硅为基底,采用MEMS工艺集成了加热和温度传感双重功能。介绍了芯片的制作工艺,并对加热器和温度传感器的性能进行测试和分析,结果表明,该芯片加热响应迅速,温度传感器灵敏度高、线性度好。而且这种温控芯片体积小、结构简单,易于集成。     

基于湿法刻蚀的MEMS压印模版制作

介绍了一种基于玻璃湿法刻蚀低成本的MEMS压印模版制作工艺,工艺中以单层光刻胶作为刻蚀掩模,重点研究了改善刻蚀图形几何轮廓和提高表面质量的方法。在对钻蚀形成机理进行分析的基础上,通过对比偶联剂不同涂敷方式及不同蒸镀时间对刻蚀结果的影响,优化了硅烷偶联剂的涂敷工艺,使钻蚀率降低到0.6,图形几何形状得到改善。分析了刻蚀生成物的溶解度,采用HCl作为刻蚀液添加剂对刻蚀产生的难溶物进行分解,提高了表面质量。对刻蚀表面缺陷的形成原因进行了分析,采用厚胶层工艺消除了表面缺陷。利用该工艺制作了图形特征尺寸为100μm的MEMS压印模版,并进行了初步压印实验,得到了很高的复型精度。     

微机电系统扭转微镜面驱动器的研制

提出了一种新颖的采用键合减薄工艺制作的微机电系统扭转微镜面驱动器,该种微镜面驱动器工艺制作简便可行.通过对研制的微镜面驱动器进行测试,该驱动器在18V驱动电压时可以达到0.3°的扭转角度,微镜面的频率响应时间小于1ms.同时该驱动器具有较大的微反射镜面,面积达到600μm×700μm,试验结果表明微镜面驱动器将可以应用于光通信领域.     

一种新型微机械硅弹簧的设计与制作

介绍了一种新型的微机械硅弹簧的设计和制作,运用能量方法推导出了弹性常数的计算公式,并用有限元模拟分析方法求出了其固有频率。有限元模拟工具ANSYS模拟的结果验证了弹性常数的计算公式,理论分析和实际加工表明设计方案是可行的。