不同负载下液化换能器动态电阻特性研究

针对液化超声中超声振子在不同负载下工作导致的换能器发热不同,进而影响换能器工作效率和使用寿命问题,从理论和实验方面研究了工作在串联谐振点的换能器在不同负载环境下的动态电阻变化和发热特性。研究获得了不同液体负载条件如不同液体温度、液体黏稠度、浸入深度、液体密度等下,换能器的动态电阻变化与换能器发热量的映射关系。针对串联谐振频率下的换能器,通过理论计算得到了动态电阻与电压电流关系。针对阻抗分析仪驱动功率较低,不能准确测试换能器有载时的动态电阻变化趋势的缺点,设计了一种测试换能器有载时的动态电阻变化趋势的方案。基于频率追踪芯片实现了频率追踪电路,保证了超声换能器工作频率始终处于换能器串联谐振点。本研究可为提升工作在复杂负载环境下的超声电源可靠性提供参考。     

悬臂梁式MEMS探卡的设计和制造

集成电路圆片级测试探卡主要应用于芯片分片封装前对芯片电学性能进行初步测量。随着集成电路设计和制造技术的发展，芯片焊盘密度日益增加，电路工作速度不断提高，由此产生的寄生电容和寄生电感效应会对传统测试探卡的正常工作造成影响，难以得到正确的测试结果。结合先进的MEMS技术，提出了一种采用铝通孔导电、金属自隔离结构的MEMS探卡，探卡由台阶结构的悬臂梁探针陈列构成，探针的具体结构排列依据待测芯片（DUT）的管脚分布，同时测试探针电学导通电阻小于1Ω，详细叙述了探卡的结构设计和制造方法。     

一种微机械压阻式加速度传感器及其设计优化

给出了一种新型的微梁直拉直压的微机械压阻式加速度传感器的工作原理。该设计能同时提高传感器的灵敏度和自由振动频率。基于分析模型 ,本文还给出了传感器的结构优化和各种量程的设计规则。采用SOI硅片和深反应离子刻蚀 (DRIE)工艺给出了传感器的制造和测试结果     

一种微机械压阻式加速度传感器及其设计优化

给出了一种新型的微梁直拉直压的微机械压阻式加速度传感器的工作原理。该设计能同时提高传感器的灵敏度和自由振动频率。基于分析模型,本文还给出了传感器的结构优化和各种量程的设计规则。采用SOI硅片和深反应离子刻蚀(DRIE)工艺给出了传感器的制造和测试结果。     

MEMS悬臂梁式芯片测试探卡

针对集成电路圆片级测试需要,利用MEMS技术设计制作了一种悬臂梁式芯片测试探卡。每个悬臂梁在设计时可以承受25mN的探测力,同时使探针针尖产生20μm以上的位移。通过独特的双面金属覆盖设计,电学测试信号可以成功地从位于硅悬臂梁下方的探针针尖,引到位于玻璃上层的封装焊盘,并进而与自动测试仪器连接。由于采用了二次台阶的结构设计,相邻探针之间可以实现金属自隔断。初步测试表明,探针针尖到引线的电阻值在0.8Ω以下,而相邻探针之间的绝缘电阻则高达500GΩ。硅悬臂梁的弹性系数为1126.8Nm-1,与设计值相吻合。     

一种微机械压阻式加速度传感器及其设计优化

给出了一种新型的微梁直拉直压的微机械压阻式加速度传感器的工作原理.该设计能同时提高传感器的灵敏度和自由振动频率.基于分析模型,本文还给出了传感器的结构优化和各种量程的设计规则.采用SOI硅片和深反应离子刻蚀(DRIE)工艺给出了传感器的制造和测试结果.     

基于集成芯片的压电换能器频率跟踪技术研究

针对超声驱动电源在不同共振频率跟踪（RFT）方案下存在的频率搜索范围小、跟踪进程长、软硬件设计复杂等问题,研究了基于集成芯片的频率跟踪方案。该方案以集成芯片为核心,结合逻辑控制及其外围接口电路,实现了压电换能器在毫秒量级的频率智能跟踪。此外,还设计了一种输出频率范围可调的VCO电路,来搭配使用频率跟踪模块;以匹配电路的电压放大倍数和换能器电流为目标函数计算出匹配参数。最后基于频率跟踪模块实现了小型化、低成本的超声驱动电源,验证了基于集成芯片的频率跟踪方案,所设计的电源拥有27KHz~29KHz频率搜索范围,0.5Hz的频率跟踪精度,实验结果表明,其能在3.5ms左右完成频率搜索和跟踪的进程。