基于边环属性邻接图方法的STEP模型特征识别

针对基于图的特征识别方法中,子图搜索算法时间复杂度高且难以识别相交特征的问题,提出了一种基于边环属性邻接图的特征识别方法。该方法可为多环相交特征建立分离的子图,从而可有效分解零件的属性邻接图,且其子图建立算法时间复杂度仅与特征子图复杂度相关。使用该方法实现了STEP模型的特征识别:解析STEP模型,进行多环判定和混合环判定,建立基面链表;为基面的每个边环建立边环属性邻接图实现属性邻接图分解;将每个边环属性邻接图转换为属性邻接图,通过子图匹配识别特征,并根据特征与基面的相对位置判定相交特征凸凹性。验证结果证明了该方法的有效性。     

Notching效应在MEMS单步干法制造工艺中的应用

研究了一种基于深反应离子刻蚀（DRIE）中notching效应的MEMS单步干法制造工艺.首先,基于DRIE刻蚀SOI硅片时notching现象产生的机理,设计了多种不同线宽的槽结构,验证notching效应的发生条件.实验结果表明,对于所采用的具有30μm器件层的SOI硅片,发生notching现象的临界槽宽为12μm,而notching释放的极限结构宽度同样为12μm.其次,为实现大面积结构的notching释放,研究了正方形、矩形、三角形及六边形等4种典型释放孔结构的干法释放效果.实验结果表明,六边形释放孔不但能够快速有效地释放结构,同时还能降低notch-ing效应的磨损,有利于惯性MEMS器件的加工.最后,设计了一种Z轴微机械陀螺结构以验证提出的设计及工艺.加工及测试结果表明,所提出的单步干法制造工艺完全满足微机械陀螺设计加工要求,工艺简单、成品率高,所测试的陀螺在常压下即可达到122的品质因数.     

MEMS陀螺六阶连续带通多反馈∑△M闭环控制系统

设计了一种用于MEMS陀螺敏感模态的六阶连续带通多反馈∑△M闭环控制系统,以及相应的系统参数多目标优化方法．与以往的低通∑△M闭环控制系统相比,该系统不仅具有更好的噪声整形特征,能较大程度抑制陀螺噪声,而且易于在PCB电路上实现．由于整个闭环系统非常复杂且非线度较高,采用遗传算法对系统参数进行了多目标优化．系统优化之后的仿真结果显示,当输入角速度为200°／8时,在64Hz带宽范围内陀螺信号的信噪比可大于90dB,底噪为-120dBV／／Hz．最后采用常压封装的z轴全对称解耦结构的绝缘体上硅陀螺在PCB电路上进行了系统功能验证,测试结果显示系统具有明显的带通噪声整形特征,陀螺底噪为-100dBV／Hm．     

MEMS微型可编程光栅的研究现状（下）

近十几年来,微机电系统--MEMS技术作为一种使能技术,在各个领域(如机械、生物、光学、射频、能源等)得到了迅速发展,并实现了一定的产业化应用,取得了良好的经济效益.光学MEMS使光学元器件具备了体积小、重量轻、性能稳定、成本及功耗低等显著优点,实现了器件中关键结构的动态可控性,这是传统技术所无法比拟的.本文将在前文的基础上,重点介绍国际上其他的科研机构在MEMS微型可编程光栅相关方面的研究情况,对于每一种光栅结构的特点、制作工艺及其面向的应用领域进行了详细说明,最后讨论了MEMS微型可编程光栅的发展趋势.     

基于连续小波变换的二维边界层分离点判定

边界层分离点位置的检测是实现主动流动控制的基础和关键,采用可挠性的微型热膜传感器阵列对二维边界层分离点进行实时在线测量是一种新方法。针对小波变换在边界层分离流多尺度旋涡处理方面的优势,采用Morlet连续小波变换对传感器阵列信号进行时频域分析,根据边界层分离前后脉动旋涡频率段在时域上的百分比来确定分离点位置。结果显示采用该方法可以有效地判定出边界层分离点振荡区间。     

一种高指向性MEMS声矢量传感器结构设计与分析

设计了一种高指向性微机电系统(MEMS)声矢量传感器,结构采用了硅-玻璃(SOG)工艺,增大流体间隙,减小振动阻尼,并利用ANSYS软件分析了流体间隙对指向性的影响,以验证结构的高指向性.结果表明,在流体间隙从5 μm增大到30 μm时,振动振幅增大30倍,相位差最高增大126°,当入射角度变化量为80°时,相位差变化量增大了40°,传感器指向性得到了显著提高.此种设计有助于促进声矢量传感器的发展.     

Pyrex 7740玻璃深刻蚀掩模研究

玻璃湿法深刻蚀掩模常采用低压化学气相沉积(LPCVD)多晶硅、Cr/Au金属层+光刻胶等,但往往会在玻璃中引入应力,影响后期应用(如阳极键合),而且Cr/Au金属层价格昂贵。为避免以上缺点,引入了SX AR—PC 5000/40保护胶+WBR2075干膜作为玻璃的刻蚀掩模,在HF︰NH4F,HF︰HCl,HF︰HCl︰NH4F刻蚀溶液中进行了大量实验。实验结果表明:SX AR—PC 5000/40抗腐蚀能力强,且成功实现了对Pyrex 7740玻璃131μm的深刻蚀。整个工艺过程与IC工艺兼容,可以进行圆片级批量加工。实验结果对圆片级封装和其他MEMS器件的制作有一定参考作用。     

一种电容式传感器数字化通用检测接口设计

针对电容式传感器的微变电容检测困难的问题,提出了一种数字化的通用检测接口方案。分析了基于"激励-检测"的直接式微变电容测量原理,利用DDS发生载波,并采用离散傅里叶变换分离测量结果的幅值与相位以求得电容变化量。根据接近式电容传感器的测量需要,设计了具体的硬件电路进行验证。实验结果表明,检测正确率在95%以上,该接口方案能够较好地检测设计值在0.1pF以上量级的微变电容,设计简洁,具有较强的移植性。     

聚酰亚胺微刻蚀加工工艺研究

研究了RIE刻蚀聚酰亚胺的刻蚀速率、刻蚀表面粗糙度与不同加工工艺参数(包括射频功率、腔室压力、刻蚀气体成分等)之间的相互关系。刻蚀速率与射频功率、腔室压力都呈线性关系,与气体成分的关系是低SF6含量时呈线性,高SF6含量时出现饱和。刻蚀面的粗糙度几乎不受腔室压力的影响,而射频功率高于300 W和低SF6含量时粗糙度会急剧上升。采用腔室压力40 Pa、功率275 W、O2流量80 cm3/min、SF6流量20 cm3/min,通过RIE刻蚀获得了深度为39.5μm的微腔结构,为形成柔性基底空腔以及上悬结构等提供了技术基础。此外,对柔性基底固定技术进行了研究,提出了一种有效固定聚酰亚胺膜的新工艺方法。     

一种难加工材料铣削力的计算机辅助建模

为了实现难加工材料的高效切削,本文采用回归正交表设计试验方案,选用回归方法对试验结果进行分析,最终建立了铣削力模型。在实验中借助于程序,迅速、准确地完成了切削参数的选取、实验数据的处理和结果的分析,确保了实验结果的可靠性。这项工作不仅为切削加工提供了依据,也为切削加工的数值模拟提供了数据,同时为优化切削用量和铣刀设计奠定了基础。