元胞自动机方法在MEMS工艺模拟中的应用

随着计算机技术的发展和MEMS(micro-electro-mechanical system)自身发展的需要,应用元胞自动机方法模拟MEMS加工工艺的研究发展迅速.首先,简要介绍了元胞自动机原理,然后,综述了元胞自动机方法在MEMS工艺模拟中的应用现状,分析了应用元胞自动机方法模拟MEMS加工工艺的前景和方向.     

Prediction of residual stress distribution in multi-stacked thin film by curvature measurement and iterative FEA

In this study, residual stress distribution in multi-stacked film by MEMS (Micro-Electro Mechanical System) process is predicted using Finite Element method FEMi. We develop a finite element program for residual stress analysis (RESA) in multi-stacked film. The RESA predicts the distribution of residual stress field in multi-stacked film. Curvatures of multistacked film and single layers which consist of the multi-stacked film are used as the input to the RESA. To measure those curvatures is easier than to measure a distribution of residual stress. To verify the RESA. mean stresses and stress gradients of single and multilayers are measured. The mean stresses are calculated from curvatures of deposited wafer by using Stoney’s equation. The stress gradients are calculated from the vertical deflection at the end of cantilever beam. To measure the mean stress of each layer in multi-stacked film, we measure the curvature of wafer with the left film after etching layer by layer in multi-stacked film.     

基于MEMS技术的新型微冷却方式

针对高功率电子器件散热问题,介绍了国际前沿领域电子设备热控制的技术动态．讨论了基于MEMS技术的微冷却器有体积小,散热面积大,消耗功率低,批量制作经济性好等优点。分析了微通道、微喷流和微热管3种基于MEMS技术的新型微冷却方式的传热原理、目前的技术状况及应用前景微通道的采用增加了对流换热面积,提高了对流换热系数;微喷流冷却器中由于高速冷却液的形成,显著提高了换热系数;微热管均热效果极佳。     

PZT铁电薄膜介电性能的数字锁相测试技术

在DSP上实现的数字锁相测试系统,采用数字锁相算法来完成对信号的锁相测试。基于该系统开发出了简单、可靠、可调性好并具有较高精度的PZT铁电薄膜介电性能测试系统。实验表明,使用该系统测得的样品介电常数的相对误差小于1 %,能够满足PZT铁电薄膜制备技术以及微机电系统中器件设计对薄膜性能测试的要求。     

基于Ka波段分布式MEMS移相器芯片微封装研究

本文提出一种适用于Ka波段分布式MEMS移相器的新型封装结构——具有垂直互连线的薄硅作为分布式MEMS移相器衬底，并用芯片微封装方法对移相器进行封装。采用CST模拟软件研究封装结构对移相器射频性能影响，模拟结构表明：当封装结构衬底厚度、垂直互连线半径和空腔高度分别为450μm、50μm和80μm时，Ka波段分布式MEMS移相器的插入损耗小于0．55dB，回波损耗优于12dB，相移量具有很好的线性关系，说明该新型封装结构非常适合RFMEMS器件低成本批量封装。     

微机电系统的研究及未来

本文综述微机电系统(MEMS)的研究背景、含义、意义、现状及应用前景,并提出我国发展MEMS研究的策略.     

基于MEMS/GPS/地磁组合的弹体姿态解算

MEMS惯性器件由于具有自主性、连续性和隐蔽性等优点被广泛运用于载体的姿态解算中,但由于MEMS惯性器件的制作精度和误差积累等问题使得解算出的姿态信息并不准确.同时由于地磁传感器可以实现高精度的姿态测量,但不能独立解算出姿态信息.因此为了提高惯导姿态解算的精度,所以采用GPS、地磁辅助惯导进行姿态解算.设计的方案是在传统惯导姿态解算误差状态方程的基础上,将地磁和GPS解算的滚转、偏航和俯仰角与惯导解算出来的相应角的差值添加到传统惯导姿态解算误差状态方程中,以速度误差和滚转、偏航和俯仰角误差为量测值,估计出组合系统的姿态误差,并与惯导解算出的姿态误差进行对比,从而验证所提出的方法的可行性.     

TDMI方法在MEMS陀螺温度漂移补偿中的应用

微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)陀螺易受外界温度环境影响,需要进行温度漂移补偿.使用外置温度传感器测量时,存在测量温度与MEMS陀螺感知单元温度不一致的问题,降低了MEMS陀螺温度漂移补偿效果.针对该问题,研究了时间延迟互信息(time-delayed mutual information,TDMI)方法,并采用该方法辨识MEMS陀螺温度漂移与温度传感器输出变化之间的时间延迟,将辨识结果应用于温度漂移预测补偿中.试验结果表明,该方法可有效提高MEMS陀螺温漂补偿精度,具有较好的工程应用参考价值.     

MEMS陀螺仪随机漂移误差滤波处理研究

MEMS陀螺仪是一类新型惯性器件,具有体积小、成本低、重量轻、可靠性高等优点,但是精度较低、随机漂移误差比较大.从实际工程应用角度出发,针对MEMS陀螺仪的随机漂移误差,首先进行实时均值滤波处理,然后基于随机序列时序分析法的基本原理,建立MEMS陀螺仪随机漂移误差的一阶AR模型,然后依据kalman滤波算法的马尔科夫特性,提出了对MEMS陀螺仪每次输出进行实时多次滤波处理的新方法.通过对具体测量数据进行处理,MEMS陀螺仪的随机漂移误差减小到原来的百分之二左右.     

新型驱动相位控制技术提高硅微机械陀螺仪稳定性的方法

为了增强硅微机械陀螺仪的零偏稳定性,减少其受温度的影响,从数字信号处理的角度提出了一种提高驱动模态驱动相位精确度的方法.通过零偏信号生成的原理,分析出驱动相位的偏差是影响其性能的主要因素.采用基于FPGA数字信号处理实现方式的锁相环闭环控制原理,实现了对驱动相位的精确控制.给出了一种抑制相位误差的解调方法.对比模拟电路,新型数字电路很好地抑制了零偏的漂移,零偏稳定性由60°/h提高到19°/h.新的数字控制方法显著提高了对驱动相位的控制精度,达到了增强零偏稳定性的目的.