石英玻璃薄板激光精密切割技术

为了实现石英玻璃薄板的激光精密切割,对石英玻璃薄板激光切割原理进行了探讨,提出了依照材料光学透过率特性来选择激光切割用激光源的方法。通过对材料光学透过率的特性分析可以得知,用来切割石英玻璃的激光源波长应在5μm^20μm范围内。对石英玻璃薄板的激光精密切割进行了实验验证,实验结果表明,激光精密切割技术能够较好地运用于石英玻璃薄板的精密切割加工中,其加工精度优于20μm、中心对称度小于3μm。这一结果和激光源选择方法对石英材料激光精密加工技术研究及其设备研制是有帮助的。

基于圆片级阳极键合封装的高g_n值压阻式微加速度计

设计了一种适合于高gn值压阻式微加速度计圆片级封装的结构,解决了芯片制造工艺过程中电极通道建立、焊盘保护、精确划片等关键技术。采用玻璃—硅—玻璃三层阳极键合的方式进行圆片级封装,较好地解决了芯片密封性、小型化和批量化等生产难题。在4 in生产线上制作的高gn值压阻式微加速度计样品,尺寸仅为1 mm×1 mm×0.8 mm;对传感器进行的校准与抗冲击性能测试,结果表明:样品具备105gn的抗冲击能力、0.15μV/gn/V的灵敏度以及200 kHz的谐振频率。

基于无掩模腐蚀技术的高性能微加速度传感器

针对深沟槽内结构制作困难的问题,基于单晶硅各向异性腐蚀原理,推导了{100}单晶硅在KOH溶液中无掩模腐蚀过程台阶宽度与无掩模腐蚀深度之间的解析表达式,通过工艺实验确定了单晶硅{311}面与{100}面的腐蚀速率比;采用适合于三明治微加速度传感器硅芯片制作的无掩模腐蚀成型工艺流程,实现了深沟槽内悬臂梁的准确成型,研制出一种±100 gn量程的微加速度传感器。样品测试表明:运用无掩模腐蚀技术制作的微加速度传感器相对精度优于6×10^(-5),灵敏度为17.78 m V/g_n。

无掩膜腐蚀与伺服型电容式微加速度计

为了解决"三明治"这类微器件制作的深窄槽结构成型问题,运用无掩膜湿法腐蚀技术,成型悬臂梁雏形后再成型质量块,较好地实现了悬臂梁与质量块同时准确成型,研制出±70 g和±5 g两种不同量程的微加速度计。样品测试表明,利用这项技术所制作的微加速度计相对精度皆优于1×10–4。其中,±70 g量程的残差可控制在7 mg以内,非线性可达0.02%;±5 g量程的残差在0.4 mg左右。

硅基微机械加工技术

阐明了微机电系统（ＭＥＭＳ）的学科内涵，概述了体微机械加工技术、表面微机械加工技术和复合微机械加工技术的特点，运用具体实例对三种硅基微机械加工技术的基本制作工艺过程进行了讨论。

基于PET基片的柔性石墨烯应变计加工方法

针对PET塑料耐温性能较差,与标准微纳加工工艺不兼容等问题,开发了面向PET塑料基底材料的光刻、镀膜等微纳加工工艺。通过CVD生长、转移等方式将单层石墨烯薄膜附着于0.5mm厚PET基底,并采用微纳加工的方式制备了柔性石墨烯压阻应变计。工艺结果表明,本研究所提出的加工方法适用于以PET塑料作为衬底材料的柔性微纳器件的制作。通过对PET塑料衬底施加应变并测量石墨烯的电阻变化率,可计算出石墨烯的压阻应变系数约为1.3。

微剪切应力传感器的加工工艺

提出了一种感测单元不直接接触流场的微剪切应力传感器结构,详细阐述了其感测单元MEMS制作工艺。采用热氧化硅掩膜方法解决了硅深刻蚀的选择比问题;优化后的硅深刻蚀工艺参数:刻蚀功率1600W、低频(LF)功率100W,SF6流量360cm3/min,C4F8流量300cm3/min,O2流量300cm3/min。采用Cr/Au掩膜,30℃恒温低浓度HF溶液解决了玻璃浅槽腐蚀深度控制问题;喷淋腐蚀和基片旋转等措施提高了玻璃浅槽腐蚀表面质量。采用上述MEMS工艺制作了微剪切应力传感器样品,样品测试结果表明:弹性悬梁长度和宽度误差均在2μm以内、玻璃浅槽深度误差在0.03μm以内、静态电容误差在0.2pF以内,满足了设计要求。

单晶硅各向异性湿法刻蚀的研究进展

单晶硅各向异性湿法刻蚀是制作硅基微电子机械系统(MEMS)器件的重要步骤之一,由于具有刻蚀均匀性好、批量大、成本低的优点而深受关注。首先回顾了单晶硅各向异性湿法刻蚀的刻蚀机理,比较了三种常用各向异性刻蚀液的刻蚀性质,讨论了刻蚀形状的控制技术。然后着重介绍了表面活性剂修饰的单晶硅各向异性湿法刻蚀速率和刻蚀表面光滑度等特性,以及面向MEMS应用的基于该刻蚀技术的各种微纳新结构;分析了表面活性剂分子在刻蚀过程中的作用,强调了表面活性剂分子在单晶硅表面的吸附性对改变刻蚀表面的物理性质的重要性。最后在此基础上,归纳了单晶硅各向异性湿法刻蚀的发展情况,探讨了其未来的发展方向。

硅MEMS器件键合强度在线检测方法

键合强度是MEMS器件研制中一个重要的工艺质量参数,键合强度检测对器件的可靠性具有十分重要的作用。为了获得MEMS器件制造工艺中的键合强度,提出了一种键合强度在线检测方法,并基于MEMS叉指式器件工艺介绍了一种新型键合强度检测结构;借助于材料力学的相关知识,推导出了键合强度计算公式,经过工艺实验,获得了键合强度检测数据;对获得的不同键合面积的键合强度加以对比,指出这些数据的较小差异,是由刻度盘最小刻度误差和尺度效应造成的。结合叉指式器件的工作环境,认为这种方法获得的键合强度更接近实际的工作情况。

激光点火系统用高功率光纤光开关

仿真和实验研究了一种控制Nd:YAG脉冲激光能量通断的光纤直接连接型光开关。建立光纤耦合模型,分析了光纤对准误差中对耦合效率的影响,其中横向偏移的影响最显著。采用微机电系统V型槽固定光纤,微小型凸轮作为制动器,步进电机驱动凸轮旋转,微小型凸轮与移动光纤相切,带动光纤移动,实现两光纤的错开和对准。制造了这种高功率直接连接型光纤光开关原理样机,并进行了主要性能测试。测试结果表明,这种光开关能够满足激光点火系统的大容量、高隔离度的要求。

低g值MEMS惯性开关的设计与工艺优化

针对既有硅基低g值MEMS惯性开关的加工工艺复杂、加工周期长以及成品率低的问题,提出改进的结构设计和工艺方案。设计以圆形质量块+圆形螺旋梁为基础的敏感结构,以避免原结构因应力集中导致的螺旋梁断裂现象;提出玻璃-SOI-玻璃三层直接键合工艺技术,改变金属电极间绝缘设计方法,调整开关行程的加工方式,从而减少大量加工工序,降低了工艺难度。形成了一种可靠、简单的低g值开关的统一化加工方案。流片结果表明,新研制的MEMS开关的加工周期缩短为原来的1/3,加工成品率提高为原来的4倍。测试结果表明,开关阈值为5.6g,符合设计要求的5.5g±1g。

基于体硅湿法的高性能微加速度传感器技术

低的输出噪声、小的上电漂移和强的抗扰能力是高性能微加速度传感器的基本要求。利用一些结构和电路上有针对性的设计,可以有效地提高器件在这三方面的性能。实际制作的样品表明,传感器开环的输出噪声已被控制在0.3μV/Hz,上电稳定后的漂移在100μV内。

无粘连键合技术与伺服型±70g微加速度传感器

为了解决电容极板间隙低至3μm时传感器键合封接后内部活动部件粘连失效的问题,介绍了一种利用去除部分Au层的办法来抑制小间隙键合粘连,通过严控元件表面生产质量,合理地设计伺服控制器,制作的微加速度传感器已经达到了±70g的量程,单边线性二次项系数10-6量级,残差控制在15mg以内,相对精度达到了2×10-4,达到了设计要求。

后退火处理对电容式MEMS微加速度计的影响

针对电容式MEMS微加速度计出现的输出值漂移问题,研究了后退火处理对封装好的电容式微加速度计的影响,选取的退火温度为110℃,退火时间为192 h。对退火后微加速度计的上电时刻零位值和上电1 h内1 g状态下的输出值进行了测量。通过对测试结果进行分析得到:退火实验可以筛选出随贮存时间零位漂移较小的样品;微加速度计输出值零位漂移的主要原因可能是芯片受F元素的影响;微加速度计输出值上电漂移的主要原因可能是芯片受O元素的影响。

微通道尺寸对开通道电渗泵性能的影响

开通道电渗泵的结构简单,性能优越,制作工艺满足标准MEMS微加工工艺,是实现微泵片上集成应用的重要途径之一,可应用于微电子机械系统中作为液压致动元件。开通道电渗泵的压力流量性能与微通道的尺寸参数有直接关系。首先理论分析了微通道的长度、宽度和高度对开通道电渗流性能的影响,得出了各参数对电渗流性能的影响趋势。应用MEMS CAD软件Coventorware对微通道尺寸的影响进行了数值仿真分析,结果表明:数值仿真得出的结论与理论分析相一致,高深宽比微通道的电渗泵,减小宽度W和深度H有助于提高开通道电渗泵的压力,但流量也随之减小,设计时宽度和深度需折衷取值;长度L只对流量有影响,对压力无影响,通过优化设计微通道的几何尺寸可以使开通道电渗泵的压力和流量性能得以提高。

MEMS环形谐振器椭圆模态中的锚损分析（英文）

环形谐振器是微机电系统(MEMS)谐振器中典型结构之一。其中,椭圆模态是环形谐振器面内振动的一阶模态,也是使用最为普遍的模态。以降低谐振器振荡时的锚损为目标,以有限元分析为技术手段,采用能量法对环形谐振器锚点的几何尺寸进行定量分析。分析结果表明,与研究者普遍认为的观点相反,谐振器锚点振荡模态的激发并不有助于提高谐振器的Q值。

尿石症的发病情况及治疗探讨

尿石症是最常见的泌尿外科疾病之一,我国尿石症的发病情况地区差异极为明显。据不完全调查,1976年尿石症占泌尿外科住院人数构成比的22.3％,其中黑龙江省最低,仅占2.5％,贵州省最高59％.四川省占25％.另外从发病绝对人数,也能看出发病的地区差异。如遵义医学院系迁至西南地区的原东北地区的大连医学院,该院1967年自大连迁至遵义以前1100名职工中,无一例尿石症患者,抵遵义以后。

基于微电铸的非硅MEMS加速度传感器

简单介绍了Silicon Design公司开发的非硅MEMS传感器的设计、工艺、输出信号的处理技术。通过巧妙设计和使用铸Ni技术成功地改善了梁的扭摆特性。实测结果表明,10g产品的输出交流噪声有效值和漂移被分别控制在0.4mV和4 mV;50g产品虽然漂移偏大,但其线性系数K2还是达到了10-3～10-4的水准。

激光落料在陶瓷基片加工中的应用研究

本文对数控CO2激光器设备进行了介绍,在工艺实践中,根据数控CO2激光器的特点和加工产品的具体参数,设计编出相应的加工工艺图形和加工参数程序,并设计出相应的加工夹具。可实现复杂精密陶瓷类产品的加工。

品质因数对薄膜体声波谐振器振荡器频率稳定度的影响

在薄膜体声波谐振器(FBAR)振荡器中,振荡器的有载品质因数(QL)和FBAR的品质因数(Q值)均与振荡器的频率稳定度有关。为了研究这两种品质因数对FBAR振荡器频率稳定度的影响,在COMSOL Multiphysics软件中建立了FBAR的多物理场模型,通过频域仿真和MBVD(Modified Butterworth-Van Dyke)模型参数拟合,得到了MBVD模型参数,并在ADS软件中建立了MBVD模型电路,通过S参数仿真结合求取Q值的Bode法得到了不同损耗对应的Q值;再建立基于Pierce架构的振荡器,通过谐波平衡仿真得到了相位噪声,通过分别改变QL和Q得到了二者对FBAR振荡器频率稳定度的影响。结果表明:频率稳定度随QL和Q的增大而增大,Q值随不同损耗的增大而减小。当FBAR的Q值低于338时,即使通过增大QL来提高频率稳定度,其效果也不佳,以此FBAR构成的振荡器将不能满足作为无线通信射频前端参考信号源或者FBAR传感器读出电路的要求。为FBAR参考信号源和FBAR传感器读出电路的设计提供了一定的参考。