基于InP/空气隙分布布拉格反射镜的微机械可调谐光滤波器

采用表面微机械技术制作了一种1 310 nm基于InP/空气隙分布布拉格反射镜的微机械可调谐Fabry-Perot光滤波器.该滤波器的通光孔直径约为70 μm,在1.4 V的调谐电压下,调谐范围达到15 nm.并采用光学传输矩阵方法,分析了斜入射对这种可调谐光滤波器透射谱的峰值半高宽的影响.     

聚合物微流控芯片模具制造关键技术研究进展

成型微通道型腔镶块的加工是聚合物微流控芯片模具制造的核心问题。介绍了国内外微流控芯片模具镶块加工技术的发展状况,分析了各种加工技术的适用范围与发展前景。研究表明,微流控芯片模具镶块制造技术对精密注射成型技术的发展具有一定的推动作用。     

基于约束矩阵与蚁群算法的CAPP加工工序优化排序

针对复杂零件工艺方案全局优化难题,提出基于约束矩阵与蚁群算法进行工序优化的方法。约束矩阵包括客观约束矩阵与费用约束矩阵,在分析两个矩阵的基础上,将客观约束矩阵与费用约束矩阵统一为一个矩阵,在此矩阵约束下,用蚁群算法进行工序排序优化,从而保证快速地得到正确的优化工艺序列。结果表明,所提方法具有良好的实用效果。     

基于体硅工艺的集成式定位平台

针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制出了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台,定位平台采用侧向平动静电梳齿驱动.利用力电耦合和能量守恒原理分析了静电致动器的致动机理,对定位平台的主要失效模型、静态和动态特性进行详细建模分析,证明了静电梳齿力电耦合所导致的侧壁不稳定以及驱动器的最大稳定输出位移,给出了平台稳定工作条件下梳齿间隙、梳齿初始交错长度以及复合柔性支撑梁的弹性刚度比之间的关系.动态分析时考虑空气阻尼对平台的影响,给出了平台最大运行速度、位移及动态条件下的临界驱动电压并把分析结果应用于平台闭环控制.实验结果表明:驱动电压30 V时,平台稳定输出位移达10 μm,机械稳定时间仅为2.5 ms.     

应用硅和非硅MEMS技术的微型直接甲醇燃料电池

分别以硅和不锈钢材料为极板研制了两种结构简单、体积小、比能量密度高的微型直接甲醇燃料电池,并介绍了该电池的工作原理和结构。利用光刻、溅射和腐蚀等MEMS技术完成了硅基微型直接甲醇燃料电池的制作,实验测试表明,在室温条件下,使用1.5 mol/L甲醇溶液供液时其开路输出电压为520 mV,最大输出功率密度达到5.9 mW/cm²;利用非硅微加工技术完成的不锈钢微型直接甲醇燃料电池,在室温下用2 mol/L甲醇溶液供液时开路输出电压为650 mV,最大输出功率密度达到15.8 mW/cm²。     

微细工具电极在线制作技术及实验研究

本文提出了一种在线制作微型工具电极的新方法。该方法是基于电化学微加工,通过反复交换工具电极和工件的极性,进行相互加工获得与电化学微加工相适应的微型工具电极。由于该过程在线进行,因此可以避免因两次夹紧工具电极造成的位置误差和夹紧误差,并可以大大提高加工精度。该方法对于电化学展成微加工来说是非常重要的。通过实验,稳定的加工出了最小直径为20μm的工具电极。     

Experimental study and analysis of corner compensation structures for CMOS compatible bulk micromachining using 25 wt% TMAH

In the present work, most common compensation structures (〈1 1 0〉 squares and 〈1 0 0〉 bars) have been used for convex corner compensation with 25 wt% TMAH-water solution at 90±1 °C temperature. Etch flow morphology and self-align properties of the compensating structures have been investigated. For 25 wt% TMAH water solution {3 1 1} plane is found to be responsible for corner undercutting, which is the fast etch plane. Etch-front-attack angle is measured to be 24°. Generalized empirical formulas are also discussed for these compensation structures for TMAH-water solution. 〈1 1 0〉 square structure protects mesa and convex corner and is the most space efficient compared to other compensation structures, but unable to produce perfect convex corner as 〈1 0 0〉 bar type structures. Both the 〈1 0 0〉 bar structures provide perfect convex corners, but 〈1 0 0〉 wide bar structure is more space efficient than the 〈1 0 0〉 thin bar structure. Implications of these compensation structures with realization of accelerometer structure have also been discussed. A modified quad beam accelerometer structure has been realized with these compensation structures using 25 wt% TMAH.     

新型摇摆质量微陀螺的设计与制作(英文)

首先介绍了两种结构完全对称的高灵敏度的摇摆质量陀螺.设计并制作了一种对角驱动的新型摇摆质量微陀螺.利用硅的各向异性湿法腐蚀等MEMS体加工技术,简化了该微陀螺的制作工艺.该微结构的对称性、一致性和加工精度有很大改善,尤其是振动梁、激励部件和敏感部件等关键部件.详细阐述了该微陀螺的工作原理和结构设计,完成了微陀螺关键部件的制作和样机组装.利用NF公司的FRA 5087频率响应分析仪测试了样机大气下的振动模态,其中驱动频率为5.563 2 kHz,检测频率为5.553 4 kHz,频差为9.8 Hz,小于0.2%.利用频谱分析的方法测试了样机的哥氏力.测试结果表明这种摇摆质量微陀螺的设计与制作方法是可行的.     

DESIGN OF A NOVEL PIEZOELECTRIC ACOUSTIC SENSOR USING SURFACE MICROMACHINING

ABSTRACT

A novel structure of piezoelectric acoustic sensors using surface micromachining is proposed and designed. The advantage of surface micromachined acoustic sensors is to reduce the device size while maintaining their good performances compared with bulk micromachined counterparts. The simplified process sequence for the fabrication of acoustic sensors is given and porous silicon is used as a thick sacrificial layer. The PZT-based piezoelectric acoustic sensors exhibit a voltage sensitivity of 61 to 474 μV/Pa, depending on geometry, which ranges from 200 to 500 μm in length of the square membrane.