包覆型导电密封圈的制备与性能研究

以不同硬度的硅橡胶作为芯层材料,纯银粉填充硅橡胶作为外层包覆导电材料,设计并制备了包覆型结构导电密封圈。并测试了密封圈的导电性能、硬度、密度、力学性能、电磁屏蔽性能,分析了各项性能随芯层材料硬度的变化趋势。结果表明,与均质导电密封圈相比,包覆型导电密封圈具有较低的硬度和密度、较高的拉伸强度和可压缩性,但导电性能和电磁屏蔽性能有所降低,且降低幅度随着芯层材料硬度的降低而增大。当芯层材料硬度为50时,密封圈的硬度为57,拉伸强度为2.77 MPa,25%压缩力降低39.5%,体积电阻0.74 mΩ,屏蔽效能 ≥ 50 dB (200 kHz~18 GHz),具有均衡的各项性能。

微系统用高导热绝缘相变材料的制备与性能研究

针对微系统发热量的热流密度已超过5 × 105 W/m2,造成功率芯片热流密度大、阵列芯片间温度差异大、温度波动大等问题,本文采用低温冷冻法在多孔氮化铝中填充正二十二烷制备复合相变材料。DSC测试表明相变温度在54℃左右,相变潜热在178 J/g左右,具有较高的相变温度、相变潜热,可以为微系统电子元器件的整体散热提供解决方案。

芯片级平面环形微腔的品质因数

平面环形微腔作为光学微腔的新型腔体，在保持高品质因数的同时其加工更适合批量生产和易于与其他部件的集成，有着广泛的应用前景。文章讨论并模拟了各因素对平面环形微腔品质因数的影响，在此基础上讨论了高品质因数平面环形微腔的设计和加工。最后给出中北大学微纳中心设计加工的平面环形微腔实例。

LTCC多层基板双面腔体制造技术

根据双面腔LTCC基板的结构特点,对其进行了分类。在介绍LTCC带腔基板的加工制造流程基础上,阐述了双面腔LTCC基板制造的三种方案。结合实验测试结果,对比分析了每个方案的优缺点和适用范围,最后指出双面腔制造方案要结合结构特点和设备条件进行优选。

LTCC单膜层内置腔制造技术

LTCC单膜层内置腔在电容式传感器、微流系统等领域有重要应用,是3D-LTCC在微系统领域应用的典型结构类型。首先论述了目前实现内置腔制造的主流技术——牺牲层技术,并结合实验点明了该技术的关键难点。之后,提出了一种LTCC内置腔制造的新方法,并结合实验验证了该方法的可行性。新方法比牺牲层方法简便,更适合于高平整度腔膜层内置腔结构制造。

外界环境对微球腔品质因数的影响

光学微腔由于其高品质因子（Q）特性具有广泛的应用前景.本文以光学微球腔为例分析了影响Q的各种因素,并通过实验研究分析了光学微球腔所处环境对Q的影响.选用直径约为260μm的典型微球腔与锥形光纤进行耦合,通过透射谱的变化来反应Q的变化,结果表明,微球腔周围水蒸气的光吸收损耗和粉尘的散射损耗对微球腔的Q影响较大,能够导致Q降低1~2个数量级.

振动噪声对高Q光学微腔耦合系统的影响及抑制方法

在研究微球腔和锥形光纤耦合的基础上,介绍了耦合系统中外界空气流动等带来的振动噪声对耦合距离的影响,并系统地分析了耦合距离与系统耦合状态的关系。为进一步验证外界各种振动噪声对系统稳定性的影响并解决这些因素对谐振谱线造成的干扰,采取了两种方法来进行抑制:一种是设计了隔离罩将耦合系统与外界环境隔离,另一种是用紫外胶将锥形光纤与微球腔封装在一起。实验结果显示,这两种方法均可使系统达到相对稳定的状态,论证了两种方案的可行性。在第二种方案中,黏合为一体的微球腔结构彻底与外界隔离,不会再受振动噪声的干扰,为后续的实验奠定了良好的基础。

芯片级全固化集成光波导陀螺

高灵敏、全固态、集成制造的微光-机-电陀螺是未来发展的新一代惯性器件,在深空探测、载人航天以及飞行器制导技术领域具有迫切应用需求。提出基于光波导微腔透射谱输出特性的惯性测量方法与系统基础结构,并对其惯性测量原理、微加工工艺以及耦合性能进行了讨论。利用数值拟合得到波导耦合系统设计优化参数,采用激光熔融热处理技术,降低了波导表面粗糙度,测试获得品质因数约为108的高Q值微腔,为芯片级全固化集成光波导陀螺的制造奠定了基础。

抗电磁干扰的心电信号监测系统

为了实现电磁干扰环境下的心电信号监测,提出了一种抗电磁干扰的心电信号监测系统。论文给出了输出光电流的计算公式,分析了半波电压及插入损耗对系统灵敏度的影响。利用铌酸锂电光晶体搭建实验系统,测试了5位健康志愿者的心电信号。应用提出的系统和电学心电信号采集系统分别测试了正常环境及电磁环境下志愿者的心电信号。测试结果表明:在正常环境下,本系统能获得与电学心电信号采集系统同样清晰的心电信号波形;在电磁环境下,本系统获得的心电信号优于电学心电信号采集系统。最后定量计算了两者的信噪比,计算结果表明:在电磁干扰下,本系统的信噪比变化量为0.54dB(V2)/0.49dB(V4),而电学心电信号采集系统的信噪比变化量为24.07dB(V2)/16.75dB(V4)。

一种基于SOI的集成光波导耦合系统的设计与制备

根据锥形光纤与平面环型微腔耦合原理,使用L-Edit版图设计软件设计并优化了锥形光波导与微腔耦合系统。利用MEMS工艺对SOI圆晶片进行加工,从而实现了锥形光波导与跑道型以及环型光波导微腔的集成。其中,光波导以及微腔通过ICP刻蚀顶层硅而成,矩形槽通过RIE刻蚀衬底硅而成。光波导两侧的矩形凹槽可方便光纤接入以及对出射光的探测,从而提高了光波导微腔耦合系统的稳定性。

LTCC厚薄膜混合基板加工研究

LTCC厚薄膜混合基板的加工工序较多,过程复杂,层压、烧结及随后的研磨和抛光工艺对其平整度和粗糙度有较大的影响。研磨抛光后基板的清洗、烘干和溅射工艺影响金属膜层与基板的结合力等;膜层体系的选取影响基板的耐焊性;光刻及湿法刻蚀工艺影响线条精度等。通过对LTCC厚薄膜混合基板加工中的关键技术进行分析,得出加工过程中应该控制的要点。用Dupont 951和Ferro A6M材料制作的LTCC厚薄膜混合基板样件,最小线宽及间距20μm/20μm、线宽精度≤±5μm,用3M胶带测试膜层附着力满足要求,导带耐金锡共晶时间≥5 min,耐铅锡焊接时间为5次、10 s/次。

LTCC电路加工过程质量影响因素分析

LTCC电路加工过程复杂,影响产品质量的因素众多。从加工工艺流程入手,对LTCC电路加工过程中工艺性审查、CAM处理、网版制作、丝网印刷、叠片、层压、烧结、划片等工序的质量影响因素进行深入分析,对LTCC电路加工者具有一定的参考价值。

低损耗双锥光纤的制备与光学特性研究

利用熔拉法制备了双锥光纤,系统地研究了拉制过程中拉制距离、拉制速度、氢气流量等参数与双锥光纤光学传输特性关系,实验表明,拉制距离控制在30mm-32mm,拉制速度在0.15mm/s,氢气流量在140-150之间时,可以得到损耗在0.5dB-0.7dB,锥腰直径介于0.6μm-2.5μm的低损耗双锥光纤。利用自行制备的双锥光纤进行微球腔耦合实验,得到微球腔良好的透射谱线。该范围内的双锥光纤可以高效激发微球腔回廊模式,对微球腔的应用以及双锥光纤在光传感应用方面具有指导意义。

LTCC不锈钢网版清洗工艺优化

网版清洗是LTCC加工过程中一道重要的工序,它对LTCC产品中通孔和线条图案精度和连通可靠性起着极为重要的作用。特别是在网版再次使用过程时,只有将网版图案和丝网网孔中的金属浆料清除干净才能满足后续印刷的质量要求。分析了目前清洗工艺的现状,对网版清洗工艺进行优化,通过半自动清洗设备和清洗剂进行分析比较,并对关键工艺因素开展正交试验,获得了较优的工艺参数。

基于光学微腔的MOEMS微位移传感器

该MOEMS微位移传感器是一种基于光波导环形谐振腔的悬臂梁式传感器,通过一系列的微加工技术集成制造在SOI材料上。光学微腔是一种新型的光学谐振腔,当其在回音廊模式下(WGM)共振时可以检测到规则的透射谱图,该传感器通过测量透射谱的偏移来确定位移量。利用有限元分析法可以得到悬臂梁结构的最佳尺寸参数,利用时域有限差分方法(FDTD)可以得到环形腔投射谱的偏移特性。当使用跑道型谐振腔时,该新型传感器最高可以探测到10nm左右的位移量。

基于平面环形微腔结构的超高灵敏度位移传感器的研究

以平面环形微腔结构为核心器件，基于量子力学的隧道效应和“参量振荡不稳定”效应，结合理论计算及ANSYS和Beamprop仿真，设计出基于环形微腔结构的超高灵敏度位移传感器，特别是在1．55μm的谐振波下，对所设计的位移传感器进行了ANSYS力学仿真、Beamprop传输特性仿真以及输出特性数值模拟，论证了位移传感器的可行性，并为以后的实验奠定了基础。

基于低温共烧陶瓷的微机械差分电容式加速度计的研究（英文）

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是实现电子设备小型化、高密度集成化的主流封装/组装集成技术,可适用于耐高温、耐受恶劣环境下的特性要求。报道了以LTCC为结构材料设计、制作的一种MEMS差分电容式加速度计。该器件的敏感质量、4根悬臂梁结构都内嵌于LTCC多层基板,质量块和上下盖板之间通过印刷电极组成差分电容对;高精度电容检测芯片表贴于LTCC基板表面,将差分电容信号转化为电压信号。论文讨论了微机械LTCC加速度计的设计与制备、检测电路和性能测试。LTCC的高密度多层布线减小了互连线的长度和相关耦合寄生电容;基于集成芯片的检测电路解决了分立式检测电路的引起噪声大、电路复杂等问题。测试结果表明:该加速度计结构灵敏度较高,小载荷情况下表现出良好的线性关系,灵敏度约为30.3 m V/gn。

基于串联哑铃型微环谐振腔的二维相干光码分多址编解码器

利用微环谐振腔阵列进行光码分多址编解码过程中,微环谐振腔反射谱的自由频谱宽度(FSR)范围制约该系统用户容量的提升.本文提出了一种新型的基于游标效应的串联哑铃型微环谐振腔光编解码器.利用Matlab建立了半径分别为40μm-30μm-40μm的哑铃型微环谐振腔光编解码器模型.详细分析了光反射谱伪模抑制与耦合系数的关系,研究了耦合系数、码片速率对串联哑铃型微环谐振腔光编解码器性能的影响.结果表明,与半径分别为40μm-40μm-40μm的传统串联微环谐振腔编解码器相比,哑铃型微腔编解码器FSR值扩大了4倍.理想情况下,用户容量可呈指数增长.同时,互相关峰值比(P/W)与自相关峰值旁瓣比(P/C)分别提高了约33%和8%.

锥型光纤的制备和理论分析

文章从理论上分析熔锥光纤锥的特性，模拟了锥形光纤表面的倏逝波的特性，同时，利用熔拉法在实验室中制备较好的锥形光纤，实验表明，该加工方法得到的锥形光纤的表面光洁程度较高。

大数据环境下的高效分布式增量序列挖掘

本文提出一种基于MapReduce架构的高效分布式增量序列模式挖掘算法(Incremental Sequential Pattern Mining,IncSPM),用于解决大数据环境中每当数据增加时就更新序列模式的问题.该算法利用后向挖掘算法来有效利用先前挖掘生成的序列模式,同时设计同现反转映射(Co-occurrence Reverse Map,CRMAP)数据结构来处理候选序列的组合爆炸问题,最后设计了新的候选生成和早期修剪机制以加快挖掘过程.用两种真实数据集对本文提出的算法进行了评估,实验表明与其他方法相比,本文算法在执行时间、内存消耗和扩展性方面均有实质性的提高.