一种硅衬底镂空结构的圆形射频微电感

利用MEMS工艺以及硅的湿法刻蚀工艺制作了一种硅衬底镂空结构的圆形射频微电感，并研究了硅衬底背面减薄对射频微电感性能的影响，结果表明：微电感硅衬底经过局部刻蚀减薄后其自谐振频率上升，电感量的频率稳定性提高，而其最大Q值下降。     

一种新型MEMS双稳态微电磁驱动器的研究

介绍了一种新型MEMS双稳态微电磁驱动器,通过理论分析和有限元分析工具Ansys对器件的结构参数进行了优化设计,并证明了设计的可行性。利用金属基表面微加工技术与体硅微加工技术成功制作出这种驱动器,并对其弹性平台的弹性系数进行了标定,对驱动器的双稳态进行了调试。结果表明：此驱动器具有良好的双稳特性,响应时间短（约10ms）的特点。     

MEMS微器件用CoNiMnP永磁体薄膜的工艺制备和性能研究

研究了采用多种氯化物体系电沉积制备CoNiMnP永磁体薄膜及在微继电器、电磁驱动器永磁体阵列器件方面的应用.对薄膜组成、磁性能的对比研究表明:从稀氯化物体系(200mT)中获得的Co82.4Ni11.9Mn0.4P5.3永磁体薄膜具有最好的磁性能:Hc=208790A/m,Br=0.2T,(BH)max=10.15kJ/m3,且脆性小、内应力较低.进一步解析发现这可能是因为与易磁化轴相平行的Co(110)面上存在织构所致.在此基础上采用掩膜电沉积技术成功地制备出微继电器原位制造和电磁驱动器永磁体薄膜阵列.     

MEMS镍平面弹簧非线性力学性能仿真及研究

工程应用中,平面微弹簧存在弹性系数的非线性现象且难以被忽略,弹簧结构的几何非线性是引起这种现象的主要原因。针对特定形状的弹簧运用Ansys软件进行了非线性有限元静力学仿真,计算出弹簧弹性力F与弹性形变x之间的对应关系,并与采用MEMS微细加工技术制得弹簧样品实测实验结果比较,相对误差低于3.2%,验证了分析模型的可靠性。而后设计了5种不同平面形状的微弹簧,仿真计算它们的力学性能曲线,以及改变弹簧臂宽度厚度后的力学性能曲线,分别进行比较以讨论影响非线性的主要因素,为弹簧的设计工作提供参考依据。     

精密工作台定位控制系统的设计与研究

研制了一种大行程精密工作台定位控制系统。提出用伺服电机粗动控制与压电陶瓷精动控制相结合的方法来完成对工作台的定位控制，利用衍射干涉光栅测长技术进行实时检测，最后由计算机完成系统总体控制。本系统工作行程 ５０ｍｍ，定位精度±０． １μｍ。     

一种新型MEMS电磁继电器的研究

介绍了一种MEMS电磁驱动微继电器,这种继电器体积小、易于集成.它采用双层1 mm×1 mm平面线圈和吸合式坡莫合金悬臂梁结构,层间用聚酰亚胺作绝缘材料.文中介绍了器件的工作原理,建立了磁路的仿真模型,据此计算确定了气隙宽度和悬臂梁厚度.采用表面微加工和微电铸工艺制作了器件.     

锆钛酸铅压电陶瓷PZT7的形状记忆效应研究

提出了一种新的方法可以使锆钛酸铅压电陶瓷PZT7具有形状记忆效应.用自制的sawyer-Tower电路测试得到PZT7方形样品发生极化反转对应的电场强度大约为130kV/cm.当施加对称的饱和极化电压370V时,PZT7/Si(109/146μm)悬臂梁端部的变形一电场曲线呈现典型的"蝴蝶"形状.在外电场为0时,悬臂梁端部的变形为0.如果施加不对称的极化电压,悬臂梁端部的变形--电场曲线发生明显的变化.不同的反向极化电压使悬臂梁端部产生不同的变形,而且,电压和变形是一一对应的.因此,在外电场为零时,PZT7/Si悬臂梁可以具有多个不同的稳定位置,表现出明显的形状记忆效应.实验表明,对于长度为15.5mm的PZT7/Si悬臂梁而言,当施加的反向极化电压从120V回到0时,悬臂梁端部产生的变形最大,为68.5μm.     

可集成制造的平面型电磁直线作动器研究

电磁作动器具有输出力大、行程长、无接触等优势,在通信、自动测试、电力电子等领域有着广泛的应用,但受限于体积大、制造工艺复杂,难以满足相关领域电子系统向微型化、集成化的发展需求。针对上述问题,应用平面型集成线圈及高深宽比微结构设计,制造了一种微型化电磁作动器的原型样机,初步测试结果表明,器件的输出力可达毫牛量级,输出位移大于50μm,响应时间小于10ms,为进一步开展相关器件研究探明了可行的技术路径。     

1×16微机电系统光纤连接器阵列的研制

一种基于MEMS工艺的硅基阵列化光纤连接器，具有微型化、可集成制造和重复性好等特点。每个单元利用硅V型槽与其上集成制造的电沉积流线型曲面金属镍盖板的组合形成了方便光纤插拔的喇叭口形导引通道和可实现光纤定位及精确自对准的双悬臂梁形夹持通道。采用Ansys软件对双悬臂梁结构在不同的厚度与翘曲位移条件下对光纤产生的压制力进行建模与仿真，并将其与理论分析结果进行比较。成功地将单元扩展成1×16阵列，体积仅为6．8mm×15．2mm×0．5mm，各单元插入损耗约为0．3dB。     

MEMS永磁振动发电机的设计、制作和测试

提出了一种基于微电子机械系统技术的微型永磁振动发电机。该发电机能够采集自然界中存在的机械振动能并转换成电能。它主要包括1个固定的双层铜线圈和1个由永磁体和硅基平面弹簧构成的拾振系统。采用体硅微加工和微电镀技术制作硅基平面弹簧和微线圈。组装成功的样机A和样机B的区别在于线圈的尺寸不同。样机B中线圈面积为样机A中线圈面积的28%。测试表明,样机A和B的固有频率分别为222 Hz和247 Hz。在加速度为1 g的振动激励下,样机A在共振状态下产生的最大感应电压和最大负载功率分别为51 mV和5.89μW。但是,在相同的振动激励下,样机B产生的最大感应电压和最大负载功率分别为62 mV和6.4μW,相对于样机A,分别提高了21.6%和8.7%。文中最后对线圈尺寸不同引起的输出性能不同给予了解释。