新型MEMS质量传感器的研究

研究了一种新型MEMS质量传感器的设计、仿真与制造。这种用于流体中微小分子质量检测的MEMS器件,具有高度对称的中空圆盘结构,以谐振的方式工作于简并/解并模态,能在测量时实现对环境波动的自我补偿。器件的中空腔内可以流过被测流体,腔外的真空环境使得圆盘谐振器受到更小的阻尼。利用ANSYS对圆盘在质量吸附前后的模态及频率分裂进行仿真,计算结果显示对质量的测量灵敏度达pg量级。采用MEMS双牺牲层工艺方法成功制作出具有双层结构的空心圆盘谐振器。

硅基电磁式MEMS微扬声器结构设计和制作

设计制作了一种高音质电磁微机电系统(MEMS)扬声器,该结构由悬臂梁支撑的硅基薄膜、固定在硅基薄膜上的钐钴磁体以及制作在PCB板上的铜线圈组成。扬声器微结构利用体微加工工艺制作,微梁支撑的硅基薄膜刚度较大,在音频范围内只有三个振动模态,远少于传统电磁式微扬声器使用的聚合物薄膜振动模态数,减少了尖声信号出现,提高了声音的质量。悬臂梁结构可以提供较大的振动幅度以及很好的振动线性度,从而获得更高的声压。扬声器结构硅基薄膜直径1mm,厚度25μm,悬臂梁宽度20μm,厚度25μm,具有音质好、声压大的特点。