硅微机械音叉式谐振器

应用体硅微机械加工技术,制作了一种双端固定音叉式谐振器。它在音叉的两个臂上连接了梳齿电容结构,用来驱动音叉臂在硅片平面内侧向、反相振动,同时检测音叉的振动频率。当驱动力的频率等于音叉的固有频率时,音叉产生谐振。此时,检测梳齿电容输出的电流最大。用有限元方法对谐振器进行了模态分析和结构优化。音叉臂长800μm,宽5μm,梳齿电容齿长25μm,结构层厚度为80μm,在30V交流电压激励下,测得其谐振频率为25kHz。当音叉受到轴向力的作用时,音叉的固有频率会发生变化,根据这一原理,设计了谐振式加速度计。用有限元分析软件对加速度计工作情况仿真,估算其灵敏度约为2Hz/g。这种音叉式谐振器结构和工艺简单,性能可靠,成本较低,对于进一步研究微机电系统谐振器件具有重要意义。     

降低硅微机械加速度传感器横向灵敏度的方法

本文分析了硅微机械加速度传感器横向灵敏度产生的原因,并介绍了降低它的方法。     

微机械电容式加速度传感器的设计与加工工艺

对定齿偏置电容式加速度传感器进行了参数设计和优化。通过有限元仿真分析软件计算出其特征频率与典型振动模态,结果表明:传感器具有较大的频率响应范围,检测模态特征频率远小于其他模态,有效减小了交叉干扰。最后,给出了基于MEMS技术的电容式加速度传感器的加工工艺。     

基于硅各向同性腐蚀工艺的三维曲面壳体微谐振器制备技术

轴对称3D曲面壳体谐振器具有自身对称性好、耐冲击能力强、可靠性高的特点,是应用最为广泛的谐振器之一,但因制备工艺涉及薄壳结构的曲面成形过程,属于MEMS 3D工艺,很难进行批量化制备。基于硅各向同性湿法技术对多晶硅3D曲面壳体谐振器的批量化制备工艺进行了实验研究。设计了脱模法制备多晶硅3D曲面壳体结构的工艺流程,实验优选体积比为15∶10∶75的醋酸、氢氟酸、硝酸的混合液各向同性腐蚀制备硅半球腔模具,利用自制的水浴设备和水平度可调夹具,对刻蚀液温度和扩散速度进行了有效控制,减弱了反应放热和硅基片放置不水平对硅半球腔圆度与粗糙度的影响。制备了直径为0.8～1.3mm的多晶硅3D曲面壳体结构,测试对称性最好优于0.4%,多晶硅3D曲面壳体结构的表面粗糙度优于1nm。在0.2Pa的压强下,激光多普勒测试得到曲面壳体谐振器的谐振频率为28kHz,Q值为14 365,调节驱动电压和偏置电压可实现谐振器四波腹谐振模态的模式匹配,基频差趋于零。     

多晶硅表面微机械光学角速率传感器

多晶硅表面微机械技术是微机电系统（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ,ＭＥＭＳ）中重要的加工技术。本文采用这种加工技术,提出了一种基于Ｓａｇｎａｃ效应的新型微机械学光角速率传感器（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ,（ＯＲＳ）。由于采用ＭＥＭＳ的最新技术,安将是一种低成本、微型化的ＯＲＳ,文中给出了ＯＲＳ中环形谐振腔的设计和基本理论分析,并提出了电路和控制系统的     

金硅共晶键合在微机械Golay-cell红外探测器中的应用

利用硅微机械加工技术制备微机械Golay-cell红外探测器硅可动敏感薄膜,探测器气室由带薄膜结构硅片与带孔结构硅片键合密闭形成,气室中敏感气体吸收红外辐射而膨胀,使硅膜产生形变,借助硅膜电极板与金属电极板形成的平行板电容反映该形变变化量.运用Si/Ti/Au/Au/Ti/Si实现对探测器的金/硅共晶键合封装,形成气室,制备出探测器样品并初步得到响应.该键合方法能够进行选择区域键合,实验证明键合强度达到体硅强度.     

基于非硅衬底的微机电系统惯性开关的研制

以非硅表面微加工技术为基础,在玻璃衬底上设计和制造一种简单可靠并有反向冲击保护的单向一次触发微机电系统(Micro electro-mechanical system,MEMS)惯性电学开关.该设计采用连体蛇形弹簧将可动电极(质量块)悬空固定,用挡块作为反向冲击保护,其敏感方向为平行于衬底面的水平方向,整个器件使用成本较低而又方便的叠层电镀镍工艺制作.通过对弹簧一质量块系统运动过程的理论分析和有限元仿真,研究器件阈值加速度与其质量块厚度的关系,并用落锤试验对封装器件的阈值加速度以及峰值为100g(g=9.8 m/s2)半正弦冲击下的响应进行了测试,得到该微开关的阈值加速度分布在58g～72g,基本符合预期设计的60g阈值加速度要求,响应时间约为10-4s量级,与有限元仿真结果吻合较好.     

微硅高g加速度传感器工艺研究

主要介绍在制作一种压阻式微硅高g(g＝9．8m/s^2，微重力加速度值）加速度传感器的过程中，所遇到的工艺问题有其解决方法。并较详细地叙述了涉及到的键合（SDB）、双面光刻及传感器几何图形的精确控制等关键技术。     

基于厚膜混合集成的硅微机械加速度传感器

采用厚膜混合集成技术实现了硅微机械加速度传感器工程样机。介绍了厚膜混合集成电路工艺的原理和特点、传感器的结构和工作原理，研究了信号提取和处理方法，优化了反馈控制校正电路网络，利用电容转换专用集成电路，通过厚膜技术组装了工程样机。实验结果表明：该单片加速度传感器具有较高的精度和零偏稳定性。     

微机械电容式加速度传感器仿真分析

微机械加速度传感器的检测模态特征频率和有效量程是进行传感器设计时必须要考虑的2个重要参数。文中在对传感器检测模态频率进行有限元分析的基础上,利用电路仿真软件Multisim对传感器等效电路进行了谐振频率分析,并根据线性度指标求得了传感器的有效量程,为微机械加速度传感器的设计提供了参考。     

硅加速度计幅频特性曲线的全自动数据采集和处理技术

介绍由激振控制系统、数字存储示波器和计算机等组成的硅加速计幅频特性全自动采集处理的硬件系统和软件技术,并利用这套系统对TJA型仪表级硅加速度计进行了大量的采集标定.     

微机械的制造技术及应用

介绍了微机械系统制造工艺技术,体微机械,表面微机械加工技术,键合技术及ＬＩＧＡ技术,并对这些技术的应用进行阐述。     

EI型扩散硅力敏器件工艺技术研究

本文叙述的EI型扩散硅力敏器件为工业变送器配套使用的微差压传感器，其压力量程为0．6kPa，线性优于0．5％。该器件填补国内空白，器件性能指标达到国际80年代中期同类产品先进水平。     

数字式MEMS加速度传感器ADXL202及应用

介绍了一种新型的加速度传感器ADXL202。具体分析了该传感器的工作原理，讨论了提高测量精度的应用要点。介绍了一种实用的参数标定的方法以及加速度计设计中的参数计算方法，并给出了在非线性油膜力试验中具体应用的实例。实践证明ADXL202非常适合于频率变化较为缓慢、加速度不太大的测量。     

Friction,Wear, and Aging of an Alkoxy-monolayer Boundary Lubricant on Silicon

We study the friction, wear, and aging of a model boundary lubricant, an alkoxy monolayer covalently bonded to a Si(111) surface, using an interfacial force microscope with a spherical diamond probe. The robust alkoxy bond creates a film that effectively lubricates and prevents wear of Si at stresses comparable to those found in microelectromechanical systems devices. Sliding on the monolayer over 50 nm produced friction approximately three times greater than that of sliding over molecular length scales (∼2 nm); this is attributed to deformation dynamics of the experiment. By repeated scanning over the same location, we observed wear on a level that reduces the friction by thinning and/or reordering the monolayer film.     

旋转气流控制激光切割硅钢新技术

针对目前激光切割工艺的缺点,提出采用氧辅助激光切割以降低所需激光切割功率,通过在工件底部加设旋风除渣器,形成旋转气流控制熔渣流向以去除熔渣的激光切割硅钢新技术。采用CO2激光器,对0.5 mm厚度硅钢片进行切割试验,试验结果表明,通过旋转气流主动控制,当气流处于层流状态时,可在较低激光切割功率时获得光滑的精细切口。利用有限元法对工件底部气流状况进行数值模拟,验证了旋转气流的工作规律,能为合理控制熔渣流向提供理论依据。     

仪器的故障检测与分离技术

在对基本的诊断和仪器的故障检测与分离（IFDI）原理简单论述的基础上，对IFDI做了评述。描述了用于IFDI传统和最新的残差生成技术的各种方法及各自的优缺点。     

基于磁流变技术的发动机隔振控制

悬置阻尼和刚度可调对发动机在宽频范围内实现积极隔振具有重要意义.在建立发动机3自由度隔振模型基础上,提出用可调阻尼的磁流变阻尼器和可调刚度的磁流变弹性体构成磁流变并联悬置系统,以降低发动机对基座的垂向传递力和抑制横向动反力矩为目标,设计出用仿人智能思想在线修改参数的垂直隔振模糊自适应控制器,并对各磁流变并联悬置的刚度和阻尼进行协调控制.用Matlab对发动机整机隔振进行仿真,搭建出发动机隔振台架试验系统,在宽频激励条件下对不同悬置的隔振效果进行对比研究.仿真表明基于磁流变并联悬置的发动机隔振控制具有明显的优势,台架试验结果表明相对于橡胶和液压悬置,磁流变液悬置能在较宽频范围把力和力矩的绝对传递率降低到约30%以内,可提高乘坐舒适性.     

微硅型扭摆式静电力平衡加速度计的设计分析

】文中详细提出了微硅型扭摆式静电力平衡加速度计设计的基本理论,根据加速度计的性能指标,应用该理论可以确定加速度计的结构参数;测量电路的回路增益、再平衡电压等电气参数。