三维微弹簧型MEMS探卡的设计和制备

随着IC器件上的I/O尺寸减小和密度增加,与之通过接触来进行电性能测试的探卡密度也要相应增加,传统手工制作的环氧树脂针形探卡难以满足使用要求,使用MEMS技术制作探卡成为发展的趋势,但是当前MEMS探卡的主要问题是不能承受和产生破坏焊垫表面氧化层和污染层所需的应力.本文提出了一种简支梁结构、通过多次电镀工艺制作的三维弹性MEMS探卡,这种探卡可以承受更大应力,并且具有较小的自身电阻.针对间距为250 μm阵列排布的器件I/O,使用ANSYS有限元方法对弹簧型探卡进行了结构分析和设计,采用UV-LIGA工艺制备探卡,最后对探卡的力学性能进行了测试.     

基于硅与非硅复合方法的异平面空心微针制作

为了解决制备空心微针工艺复杂且成本高的问题,本文提出了采用湿法刻蚀、光刻和电镀结合的方法制备低成本空心金属微针.首先采用湿法刻蚀硅,得到280μm深的倒四棱锥锥坑;然后在锥坑上甩200μm厚的负胶SU-8填充锥坑,并通过曝光显影负胶形成微针的形貌;最后在曝光显影后的负胶上电镀50μm厚的镍得到所需形状的空心金属微针.用此方法制备的空心微针高度为350μm、壁厚为50μm,其针尖形状为三棱锥和四棱锥.通过有限元仿真分析微针强度与微针结构尺寸的关系.用此方法加工出的微针具有锥形尖,改善了刺入皮肤的效果.     

改性SU8光刻胶的光学特性及其工艺

通过改变SU-8光刻胶中PAG浓度获得含不同PAG浓度的各种改性SU-8光刻胶,在对其光学性能以及最小曝光剂量的测定基础上研究改性SU-8光刻胶的光刻工艺,借助于改性SU-8光刻胶的合理设计以及背面曝光和正面曝光的结合应用提高多元材料复杂结构的集成制造能力.     

基于SU-8胶转子的非接触压电微马达

研制了一种非接触压电微马达，通过阻抗分析仪对定子进行扫频测试，确定其共振频率，并且详细介绍了SU-8胶转子制作的工艺流程。利用转速仪比较不同形状和尺寸的转子在调频和调压下的转速，从而确立压电微马达的最优转子。转子半径为6mm，叶片宽度为6mm的三叶片转子转速最高为3569r／min。转子的启动电压和最高电压分别为8V和24V。     

平面微弹簧的模拟、加工制备和力学性能表征研究

微弹簧是一种重要的MEMS器件,可为微传感器和微执行器提供弹性力.我们设计并用UV-LIGA技术制备了数种不同形状的平面微弹簧,并用ANSYS对其力学性能如刚度、断裂强度等进行了模拟.由于制备出的平面微弹簧体积很小,无法用常规的测试仪器进行测试,我们为此设计并制备了一台平面微弹簧力学性能测试仪,其位移分辨率为1μm,力分辨率为1mN.模拟得出的结果与测量结果一致性较好,与闭环平面微弹簧相比,S型平面微弹簧具有较大的位移和较小的刚度,弹簧的刚度随着弹簧厚度的增加而增加.铜微弹簧的屈服强度和屈服位移仅为镍平面微弹簧的5%-7%.     

基于(u_i,p)格式的U型渡槽动力特性及动力响应分析

结合沙河渡槽的设计要求,考虑渡槽在正常运行过程中槽内水体与槽身产生的动力相互作用,采用流固耦合的理论,建立了水体和结构的耦合场模型,然后对渡槽进行了振动特性分析,探讨了渡槽在6种工况下的模态变化范围,用拟静力法进行动力响应计算,得出渡槽结构在地震作用下位移和应力响应的最值及随时间变化的规律,为该渡槽的抗震设计提供依据.     

一种适于热压印成型的新塑料--PETG

通过将聚合物加热到其玻璃化温度以上，然后施加压力将模具上的图案转移到聚合物上的热压印成型方法，尝试一种新型塑料——PETG。将PETG与其它材料的热压印进行了对比性研究，并测试了四种不同模具对PETG的压印，实验结果表明，其复制精度都较高，热成型较为理想。     

PZT厚膜压电悬臂梁结构的有限元分析

设计了一种硅微悬臂梁结构,在低频环境中以压电厚膜进行信号转换、谐振.使用有限元分析软件ANSYS对结构建模,并进行模态和谐响应分析.模拟分析的结果表明通过制备添加金属质量块及选择合理的尺寸范围,结构固有频率可在100～1500Hz之间;该结构在共振条件下将运动信号转换为电压信号输出时,电压可达0.4V以上,足以开启双锗二极管进行电路整流.     

圆盘型非接触压电微马达定子的振动分析

提出一种圆盘型非接触压电微马达,采用有限元方法分析了马达定子的振动模态和固有频率,对定子的振幅与施加电压的关系进行了数值分析。最后,采用激光多谱勒测振仪对定子的振型和振幅进行了测试,实验结果与有限元分析吻合较好,为马达定子的设计和优化提供了理论依据。     

平面微弹簧的模拟、加工制备和力学性能表征研究

微弹簧是一种重要的MEMS器件,可为微传感器和微执行器提供弹性力。我们设计并用UV-LIGA技术制备了数种不同形状的平面微弹簧,并用ANSYS对其力学性能如刚度、断裂强度等进行了模拟。由于制备出的平面微弹簧体积很小,无法用常规的测试仪器进行测试,我们为此设计并制备了一台平面微弹簧力学性能测试仪,其位移分辨率为1μm,力分辨率为1mN。模拟得出的结果与测量结果一致性较好,与闭环平面微弹簧相比,S型平面微弹簧具有较大的位移和较小的刚度,弹簧的刚度随着弹簧厚度的增加而增加。铜微弹簧的屈服强度和屈服位移仅为镍平面微弹簧的5％-7％。