基于硅片的SMA薄膜微驱动器驱动原理与模拟

建立了ＳＭＡ 薄膜／基片的耦合数学模型,对溅射在基片上的ＳＭＡ 薄膜产生驱动的过程进行了仿真模拟,结果表明ＳＭＡ 薄膜／ 基片的耦合驱动是双金属效应和形状记忆效应的双重结果,该驱动力比单纯双金属效应产生的驱动力大得多。该模型对于实际应用ＳＭＡ 薄膜／基片结构进行微驱动的器件设计具有理论指导意义。     

MEMS微拾振器制备工艺研究

采用微机电系统(MEMS)技术制作了悬臂梁式压电微拾振器,该技术主要包括:sol-gel法制备PZT压电膜、干法刻蚀、湿法化学刻蚀、UV-LIGA等工艺。研制的拾振器悬臂梁结构尺寸为:长2000μm,宽600μm,硅膜厚度12μm,PZT压电膜厚1.5μm,Ni质量块长600μm、高500μm。测试表明其固有频率为610Hz,适合低频振动源环境的应用。在1gn加速度谐振激励下,电压输出达562mV。     

基于UV-LIGA技术的新型RF MEMS开关

介绍了一种基于UV-LIGA加工技术的双稳态电磁型RF MEMS开关,该结构由于使用了永磁体单元而使得开关在维持“开”或“关”态时不需要功耗,利用牺牲层UV-LIGA技术实现了开关的微制作。非接触式Wyko NT1100光学轮廓仪的测试表明,制备的开关实现了双稳态驱动功能,驱动脉冲电流50 mA,驱动行程17μm,响应时间20μs;开关完成一次驱动姿态转换所需要的功耗不到3μJ。AGILENT 8722ES型S参数网络分析仪的测试表明,开关在12 GHz时的插入损耗为-0.25 dB,隔离度为-30 dB。     

一种新型MEMS微驱动器的设计与仿真分析

提出并设计了具有双稳态功能的新型电磁型MEMS微驱动器结构形式。微驱动器由导磁的两端固支的扭梁、两端可自由摆动的悬臂梁,以及永磁体、下磁路和平面线圈组成。永磁体的使用,实现了器件的双稳态功能,从而可以得到低功耗的磁驱动器。通电线圈用来实现器件的姿态转换。对设计的器件进行了电磁仿真分析,验证了器件的双稳态机制,分析表明:铁芯的存在对器件功能有决定性的影响。     

用于MEMS的叠层光刻胶牺牲层技术

研究了用于制备悬空结构的叠层光刻胶牺牲层工艺.讨论了工艺中常遇到的烘胶汽泡、龟裂、起皱、刻蚀电镀种子层时产生的絮状物和悬空结构释放时的粘附等问题,并提出了相应的解决办法.借助于分层刻蚀法和逐步替换法,用叠层光刻胶作牺牲层并利用湿法释放技术,制备得到了长1400 μm、厚6 μm、宽40 μm、悬空高为10 μm的完好的悬臂梁结构.     

SU-8胶及其在MEMS中的应用

SU 8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶。它适于制超厚、高深宽比的MEMS微结构。SU 8胶在近紫外光范围内光吸收度低 ,故整个光刻胶层所获得的曝光量均匀一致 ,可得到具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形 ;它还具有良好的力学性能、抗化学腐蚀性和热稳定性 ;SU 8胶不导电 ,在电镀时可以直接作为绝缘体使用。由于它具有较多优点 ,被逐渐应用于MEMS的多个研究领域。本文主要分析SU 8胶的特点 ,介绍其在MEMS的一些主要应用 ,总结了我们研究的经验 ,以及面临的一些问题 ,并对厚胶技术在我国的应用提出建议和意见     

反应离子刻蚀中的边缘效应及其补偿办法

在反应离子刻蚀中,可以通过提高刻蚀功率来提高反应离子刻蚀速率,但此时由于反应气体浓度分布的影响,Si片中央和边缘的刻蚀速率存在着明显的差异,刻蚀量偏差最多可达±15%以上.本文分析了反应离子刻蚀中不均匀性的产生机理,并通过实验予以验证.进而提出了通过合理设计掩模图形,以减少边缘效应,从而得到均匀刻蚀结果的补偿方法.实验表明,这种补偿方法在刻蚀速率提高近3倍的同时,可以将不均匀性降至±5%以下,适用于对微结构的均匀性要求较高的场所.     

扩散阻挡层对MIG磁头性能的影响

本文研究了 Ｆｅ Ａｌ Ｍ Ｎ和铁氧体的互扩散和阻挡层厚度对磁头重放频谱与孤立过渡区脉冲的影响。     

非晶FeSiB薄膜中的巨磁阻抗效应

采用射频溅射法在三组不同溅射条件下制备了ＦｅＳｉＢ薄膜。测量了溅射薄的磁滞回线，并利用ＨＰ４１９４Ａ阻抗分析仪，在１－４０ＨＭｚ频率范围内研究了样品的巨磁阻抗效应。     

TiNi／Si复合膜微驱动器原理及结构参数优化

应用有限元方法对TiNi/Si复合膜微驱动器的结构设计进行了分析，因TiNi和Si之间的热膨胀系数差别很大，溅射在Si(100)衬底上的TiNi膜，当从晶化的高温降下来时会积聚很大的热应力，这种微驱动器，就是利用了TiNi的形状记忆效应而引起的这些应力的释放与恢复从而引起复合膜的振动，图形化TiNi薄膜制成加热电阻条件为自加热电阻，可降低功耗，提高响应速度，简化结构， 但作为驱动单元的一部分，其图形化的结构参数对复合膜的挠度有很大的影响，通过结构参数优化，可使复合膜的中心挠度值达到最大，从而提高驱动器的性能。