基于MEMS技术硅微悬臂梁制作工艺研究

在MEMS常见加工工艺的基础上,提出了单个硅微悬臂梁的制作工艺路线。探讨了双层材料氮化硅和铝之间的断裂和氮化硅和硅基底之间的粘连问题。     

梯形硅基微通道热沉流体流动与传热特性研究

以去离子水为流动工质,对梯形截面的硅基微通道热沉进行了流体流动与传热的实验研究.通过测量流体的流量、进出口压降与温度、热沉底面加热膜温度,获得了梯形硅基微通道热沉在不同体积流量、不同加热功率条件下流体流动与传热特性参数.实验得出,梯形微通道的流体传热特性值与经验公式预测值相比存在明显的差异,梯形微通道角区对流体流动与传热有重要影响.最后,在实验基础上根据经验公式修正得出层流条件下的梯形硅基微通道的对流换热关联式.     

基于MEMS技术的无线鼠标

本文介绍了一种新型的基于MEMS技术的无线鼠标.分析了构成系统的MEMS加速度计、微处理器和射频收发器三个硬件组成模块,并对软件设计方法进行了介绍.     

一种基于高阻硅衬底的高精度RF MEMS衰减器设计

针对RF MEMS衰减器插入损耗及衰减精度较差的问题,设计了一种高阻硅衬底的高精度RF MEMS衰减器,采用共面波导(Coplanar waveguide简称CPW)将喇叭式功分器结构、悬臂梁式直板状RF MEMS开关以及π形衰减电阻网络集成,作为衰减器的基本单元.此外,本文还设计了喇叭式功分器将信号渐变式传输到衰减器中,用以减小系统的插入损耗,并结合悬臂梁式直板状RF MEMS开关结构和衰减电阻,提高衰减系统的衰减精度.同时通过HFSS仿真软件对衰减器的射频性能进行模拟验证,得到DC～20GHz频段内,插入损耗中心值优于1.35dB,驻波比小于1.08dB,0～70dB范围内的衰减精度优于±2dB,这些指标均优于目前常用的RF MEMS衰减器.由此可见,优化衰减器中的功分器与开关结构是提高射频衰减器射频性能的一种有效方法,为高精度、低驻波比的衰减器工艺制作提供了一种设计方案.     

硅微矢量水声传感器的封装及测试方法研究

针对目前矢量水声传感器存在的高灵敏度、低频检测以及小型化等问题,提出了一种新型的硅微MEMS矢量水声传感器.利用敏感材料的压阻效应?传感器精巧的微结构以及硅微MEMS技术,实现矢量水声传感器的低频特性和小型化的可行性.以声场中的刚硬圆柱在声波作用下的声散射问题作为切入点,对传感器的同振原理进行分析,并基于该机理以及传感器的特殊结构,提出采用注入蓖麻油的方法实现微结构的柱体与所处介质质点同振.分别采用振动台标定和驻波场测量的方法完成了传感器的灵敏度、频响以及指向性的测试,最后对2种测试结果进行了分析和比较.研究结果表明:所研制的水声传感器具有较低的工作频率,其水下自由场声压灵敏度值为-207.6 dB(0 dB=1 V/μPa,测试频率为200 Hz),指向性图的零点深度为50.9 dB.     

金属/硅基纳米复合体系制备技术

金属/硅基纳米复合材料作为一种新型材料,获得了比相应单纯的纳米硅更为优越的材料性能.为更好地发挥这些材料的性能,需要解决材料表面的形貌(尺寸和形状)、效率及反应条件的可控制性.为此,针对金属/硅基复合纳米体系的制备技术及进展作了概述.     

基于MEMS的微流体混合器的研究与进展

介绍了基于MEMS的微流体混合器几年来的研究成果、发展现状和应用前景．微流体控制系统是微机电集成系统(MEMS)一个主要分支,微流体混合器作为微流体控制系统的重要组成部分,可分为静态混合器和动态混合器两类．微流体静态混合器混合机理是以扩散为主,依靠改变混合器中微型管道的几何形状等方法来提高液体的混合效率．而动态混合器原理新颖,在雷诺数较低的情况下仍能实现快速、均匀的混合,适合微型化发展．     

体硅工艺微振动传感器的研制

体硅工艺微振动传感器与表面工艺微振动传感器相比,具有灵敏度高、噪声低等优点．本文研制的体硅工艺微振动传感器,其敏感单元为叉指电极结构,弹性梁采用新颖的多级折梁结构．利用硅深槽刻蚀技术(ICP)制作微振动传感器,ICP的最大刻蚀深度可达400μm,最小线条宽度小于1μm．传感器的灵敏度可达56．8fF／g,测量范围-5g～5g,抗过载能力高于1000g,共振频率为2．5kHz．     

二次硼离子热扩散制作微电阻

为了在微机电系统(microelectromechanical systems,MEMS)器件中进行热驱动，提出了设计微电阻作为热源的方法.电阻是通过微晶硼硅玻璃在硅基底上进行二次热扩散的方法制备的，利用硼离子扩散制作的电阻可以提高热源加热效率.通过数值计算，建立了制备过程中硅基底中的硼离子的空间浓度分布的理论模型，优化了二次硼扩散工艺条件.盘旋形的电阻形状设计提供了良好的温度控制和热量利用率，加热温度可以从室温一直加热至200℃.测量得到了电阻的有效结深及方块电阻，实验结果表明，电阻内部扩散区域的结深非常浅，硼离子掺杂浓度非常高，与理论模拟基本吻合.     

基于扭转RF MEMS开关的设计

为了降低RF MEMS开关的驱动电压,根据扭转力学和应变力学理论,提出了基于扭转RF MEMS的开关模型,建立了相关数学公式,给出了加工工艺流程,并仿真得到了不同条件下RF MEMS开关的电机械性能.工艺仿真结果表明:完全可以利用已有生产流程制造基于扭转的RFMEMS开关.性能仿真结果表明:在同等条件下,采用扭转机制,RF MEMS开关的制动电压将降低30%.     

基于"荷花效应"的MEMS功能表面仿生技术

微机电系统（MEMS）正在成为新崛起的大规模产业和各国政府竞争的至高点，但随着其特征尺度的日趋减小，表面效应显著增强，由此引起的摩擦磨损、表面粘附等问题成为制约MEMS发展的瓶颈。论证了“荷花效应”应用于MEMS领域仿粘减摩的机理，探讨了类荷叶仿生功能表面的制作方法，并给出了初步试验结果。     

Novel On-Line North-Seeking Method Based on a Three-Axis MEMS Gyroscope

A novel on-line north-seeking method based on a three-axis micro-electro-mechanical system (MEMS) gyroscope is designed. This system processes data by using a Kalman filter to calibrate the installation error of the three-axis MEMS gyroscope in complex environment. The attitude angle updating for quaternion, based on which the attitude instrument will be rotated in real-time and the true north will be found. Our experimental platform constitutes the dual-axis electric rotary table and the attitude instrument, which is developed independently by our scientific research team. The experimental results show that the accuracy of north-seeking is higher than 1°, while the maximum root mean square error and the maximum mean absolute error are 0.906 7 and 0.910 0, respectively. The accuracy of north-seeking is much higher than the traditional method.     

MEMS器件平板运动结构的空气阻尼分析

为保证常压封装的MEMS器件有期望的动态特性,需分析微结构的空气阻尼效应.采用ANSYS对运动板间空气阻尼进行了仿真分析.建立了压膜阻尼模型,利用稳态分析和谐波分析分别确定低频和高频工作时的阻尼效应,分析了运动板工作频率、速度、材料适应系数与空气阻尼的关系,并把无孔板和有孔板的阻尼进行了对比分析.结果表明:工作频率和结构参数是影响空气阻尼的重要因素,在板上开孔可控制阻尼系数和刚度系数.     

基于混沌保密的一种光纤通信方式

混沌电子电路的实验表明了利用混沌做载波进行通信的可行性，提出了一个利用混沌做载波进行通信的光纤通信系统，并做了试验，采用掺饵光纤环路激光器产生波长为1．53μm的混沌激光，混沌载波中载有10MHz的信息，传输到接收系统，信息从混沌中得到恢复，因此混沌激光可用于高带宽的保密通信中。     

基于FPGA的RF无线通信技术的研究及实现

详细阐述了基于FPGA的RF无线通信技术的原理及硬件设计.从系统的角度提出RF无线通信的完整设计方案,给出了基于Cyclone II芯片的Nios II的RF无线通信模块框图.实验结果表明,采用ALTERA的Cyclone II芯片设计实现RF无线通信具有明显优势.     

MEMS封装技术的现状与发展趋势

介绍MEMS(Micro Electromechanical System)封装技术的难点和现状,重点介绍倒装芯片技术(FCT)、上下球栅阵列封装技术(TB-BGA)和多芯片封装技术(MCMs)三种很有前景的封装技术的特点,并且对MEMS封装的发展趋势进行分析.     

Nano-scale Interfacial Friction Behavior in MEMS Based on Molecular between Two Kinds of Materials Dynamics Simulations

The aim of this article was to provide a systematic method to perform molecular dynamics simulotion or evaluation for nano-scale interfacial friction behavior between two kinds of materials in MEMS design. Friction is an important factor affecting the performance and reliability of MEMS. The model of the nano-scale interracial friction behavior between two kinds of materials was presented based on the Newton＇ s equations of motion. The Morse potential function was selected for the model. The improved Verlet algorithm was employed to resolve the model, the atom trajectories and the law of the interfacial friction behavior. Comparisons with experimental data in other paper confirm the validity of the model. Using the model it is possible to simulate or evaluate the importance of different factors for designing of the nano-scale interfacial friction behavior between two kinds of materials in MEMS.