体硅加工的压电式微加速度计的设计

提出并设计了一种采用体硅微制造工艺制造的压电式微加速度计,其中体硅加工的硅质量块由悬臂梁支撑且悬臂梁部分区域沉积ZnO压电薄膜。通过对压电悬臂梁建立一维解析模型,研究了影响加速度计灵敏度的结构因素。在此基础上,利用有限元方法软件ANSYS设计了实际的微加速度计,并对六种不同的微加速度计结构进行了分析,得到了不同结构微加速度计的工作频率范围及灵敏度结果。

基于硅MEMS腔体技术的微波带通滤波器

基于硅MEMS腔体技术的微波带通滤波器是微波通信系统中的关键器件。开发了一种利用硅MEMS腔体技术制作的微波带通滤波器。采用梳状结构四分之一波长谐振器级联形成微波带通滤波器,利用全波三维电磁场仿真设计软件进行了设计、建模、仿真和优化,并使用微机械加工(MEMS)工艺技术在高阻硅衬底上加工,形成滤波器。仿真和实测结果表明,硅MEMS腔体带通滤波器的尺寸仅为8 mm×4 mm×0.8 mm,质量不足0.1 g,并且所得仿真和实测性能结果一致性较好。与传统的金属矩形/圆形波导滤波器以及LC滤波器相比,硅MEMS腔体带通滤波器的体积和质量是前者的几百分之一。此外硅MEMS腔体带通滤波器还具有高抑制度、一致性好及易于集成等优点。

基于MEMS技术的微波滤波器研究进展

基于MEMS技术的滤波器是现行RF结构中一个关键的MEMS器件。与传统的采用金属矩形或圆柱波导以及半导体元件制作的滤波器相比,MEMS滤波器具有低损耗、高隔离度、线性好、体积小、易于集成等优点。对利用MEMS技术制作的滤波器做了分类总结,综述了近几年MEMS滤波器的研究进展,包括硅体微加工滤波器、LIGA传输线型滤波器和基于MEMS开关/电容实现的可调滤波器。指出可调滤波器的开发适应微波、毫米波波段的多频段、宽带无线通信系统的迫切需要,具有重要的现实意义。

电磁激励微谐振式传感器的设计与制作

利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装。利用锁相环微弱信号检测技术建立的开环频率特性测试系统及闭环自激测试系统测试了传感器的频率、压力特性等相关技术指标。谐振器在空气中的品质因素Q值大于1200;在真空中的Q值大于7000。压力满量程刻度为0～120kPa。差分输出的结果优于单个谐振梁的输出结果,差分输出结果的线性相关系数为0.9999,灵敏度为225.77Hz/kPa。

带有位移检测功能的纳米级定位平台

为了解决纳米定位平台小型化、定位精度高的问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅的、带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台.介绍了定位平台的工作原理,通过理论计算和有限元模拟相结合的方法实现定位平台的结构设计.提出了一种面内侧壁压阻加工方法,成功地在定位平台上集成了压阻位移检测传感器.实验结果表明,有效驱动电压取23.68V时,定位平台最大单轴输出位移为10μm,运动平台的定位精度优于20nm;室温下压阻传感器的阻值为4.2kΩ,击穿电压为75V,在平台输出位移为10nm时,压阻器件的灵敏度(电阻相对变化)达到了3.6×10-5,完全满足设计要求.