体硅加工微电极传感器研究

应用新的体硅加工技术和新的电极表面修饰方法,提出了一种新型电流型微电极传感器。以与IC兼容的硅作为基底材料,利用体硅加工工艺,采用各向异性硅腐蚀及SU- 8微反应池方法制成了新型体硅加工电极。同时,铂化并聚合被首次用来作电极表面修饰。以葡萄糖检测为例,使用吡咯作为聚合材料,新传感器与传统的电流型传感器相比,有较小的敏感面积(1m m×1mm )、较大的敏感系数(39.6 4 0 n A.m M- 1 .m m- 2 )、较低的检测下限(1×10 - 4M)、较宽的检测范围(1×10 - 4～1×10 - 2 M)、较好的重现性(五次测量的RSD为3.2 % )与稳定性(温室保存一个月后活性保留95 %以上)、以及易于与处理电路集成等优点。

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。

基于硅微加工工艺的微热板传热分析

针对常压和真空两种环境 ,通过三维有限元模拟分析了背面体硅加工型、正面体硅加工型和表面加工型三种微热板 (MHP)的传热主渠道和加热功率 .制作了背面体硅加工型和表面加工型MHP ,并对两者在常压及 13 3Pa气压下的加热功率进行了测试 .实验值与有限元分析结果一致 ,表明虽然真空中表面加工型MHP热功耗小于背面体硅加工型MHP ,但薄层空气导热使表面加工型MHP在大气中的功耗大幅增加 。

硅的准分子激光直写刻蚀微细加工特性研究

针对微机械三维结构对准分子激光直写微细加工的要求，在试验研究基础上，讨论了硅已加工表面形貌、加工热与热影响区等特性，得出了加工脉冲数、能量与刻蚀深度间的相互关系。

基于垂直扭转梳齿驱动结构的硅微机械扭转微镜的设计加工与表征(英文)

为了改善扭转微镜的机电耦合特性和光学特性,提出了一种新的基于SOI硅片的垂直扭转梳齿静电驱动结构．通过有限元与边界元方法,对不同厚度扭转梁的机电耦合特性进行了数值模拟,得到了相应的阈值电压和吸合电压,并提出了几种新的折叠梁结构,以进一步改善器件的机电耦合特性;通过力学分析,从理论上推导了垂直扭转梳齿静电驱动方式微镜的最大扭转角度、阈值电压、扭转刚度以及固有频率,获得了结构参数对器件机电耦合特性的影响机制;最后,利用比例散射理论讨论了表面粗糙度、入射光束波长和入射角度等参数对微镜表面光学反射性能的影响,并利用原子力显微镜测量了微镜的表面粗糙度．理论模拟与实验研究表明,基于SOI硅片和垂直扭转梳齿结构的硅微机械扭转微镜可显著降低器件的驱动电压,提高器件的机电耦合特性和微镜表面的光学反射特性．

硅微热致动泵设计及其加工工艺的研究

本文提出了一种新结构的硅微热致动泵，着重对其关键加工工艺进行了综述分析和实验研究，可为国内相关领域的研究提供一定的参考。

硅微热致动泵的关键加工工艺

提出了一种新型结构的硅微热致动泵，对该泵相关的微机械关键加工工艺进行了综述分析和试验研究。

硅微机械加工光波导压力传感器的设计

随着波导材料的研究和进展 ,采用新的波导材料设计出了一种波导式压力传感器 ,就光波导压力传感器的原理和特性作了一个简要阐述 。

毫米波缝隙天线的三维非硅微加工制造技术

讨论了面向毫米波缝隙天线集成制造应用的三维非硅微加工技术方案,重点解决多种材料兼容、多层复杂微结构集成和大悬空高度等独特难题。针对天线器件中金属和介质材料的结合,提出了加法工艺、减法工艺以及一种通用型图形化微加工工艺,其中通用型图形化工艺为各种非硅薄膜材料在MEMS体系中的灵活运用创造了条件;为了实现多层复杂微结构的加工,提出工艺整合和工艺兼容性设计,针对天线器件中的悬空结构对牺牲层工艺进行了研究;最后以一种单向宽带毫米波平面缝隙天线为例,阐述其具体工艺流程,验证了上述工艺的可行性。

隐埋空气隙柔性凸点硅微加工制备工艺分析

柔性凸点技术是解决当前晶圆级封装柔性适应性的关键技术之一。对比了传统CWLP柔性凸点技术的基础上给出了新型隐埋空气隙柔性凸点结构,分析了采用隐埋空气隙的柔性凸点结构作用柔性适应性原理及特点。对比分析各类CWLP器件柔性凸点制备技术基础上,结合硅微加工工艺探讨并给出了隐埋空气隙的柔性凸点的完整结构制备工艺流程。结果表明,基于硅微加工技术制备隐埋于重分布铜互连线下方空气隙的柔性凸点结构制备工艺合理,应用所给出的制备工艺制造完成了CWLP器件隐埋空气隙柔性凸点结构。

可加工硅碱钙石微晶玻璃/金属铜功能梯度材料(英文)

采用粉末冶金法经1000℃烧结制备了可加工硅碱钙石微晶玻璃/金属铜功能梯度复合材料(functionally gradient materials,FGM),其中金属含量(质量分数)为0,20%,40%,60%,80%和100%,呈非对称梯度变化。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线电子能谱等分析了材料的微观结构和微区元素含量,用万能材料试验机测试了复合材料的弯曲强度。结果表明:硅碱钙石微晶玻璃/金属FGM的结构呈宏观不均匀且微观连续变化,微晶玻璃相与金属粉末相结合紧密,两相均相对独立,两者之间没有发生化学反应;随着金属粉末含量的增加,硅碱钙石微晶玻璃/金属功能梯度复合材料中各梯度层的热膨胀系数和力学性能逐渐变化。

一种非硅微加工技术制作的电热微驱动器

介绍了一种由非硅微加工技术制作的电热微驱动器。基于双金属效应,采用聚合物SU—8胶和金属镍作为功能材料和结构材料,铜为牺牲层材料制作电热微驱动器。利用ANSYS有限元分析软件进行仿真,模拟驱动位移随加热时间的变化关系,并由此得出驱动力的大小,比较结果后确定结构参数。再通过光刻、掩模电镀和牺牲层刻蚀等工艺,加工制作出了电热微驱动器样品,并对样品进行了观测和分析。

基于硅微机械加工波导W波段功率合成放大器

基于硅微机械加工工艺,设计并制作一款W波段4路硅基波导功分/合成器。通过在8英寸的硅晶圆上采用干法刻蚀和晶圆级键合等工艺途径实现了硅基波导结构。根据硅微机械加工工艺的特点,设计了一种基于H面T型结和3dB耦合桥结构的波导功分/合成器。该功分/合成器表现出的损耗为0.25 dB。最后,采用该硅基功分/合成器对4只2W的GaN功率单片进行了功率合成,研制了W波段硅基合成功率放大器。测试结果表明,在92∼96 GHz的频率范围内,输入功率30 dBm的条件下,输出功率在7.03 W至8.05 W之间,典型电源附加效率为15%,平均合成效率为88%。

硅粉加工工艺设备的发展趋势

文章通过对硅粉加工的主要设备立式磨与冲旋磨及其相关工艺系统的实际考察,从生产实际、安全环保、耗能及投资情况等方面做了详细比较,突出了立式磨系统的实际应用优势,从而给予相关企业在硅粉加工设计及主要工艺设备选型等方面提供了依据。

硅粉加工粉尘爆炸危险性与预防措施

阐述国内多晶硅与有机硅产业中硅粉加工过程中出现的粉尘爆炸的危险性,从硅粉在粉碎、输送、分离、除尘等生产过程,论述了硅粉加工生产中存在较大粉尘爆炸危险因素,从厂房设计、工艺设计、安全技术管理等方面进行分析,指出了硅粉加工过程中预防发生粉尘爆炸的方法。

利用MEMS综合微加工方法实现的非全硅微陀螺技术

本文的主要内容包括:(1)简要介绍了硅微型陀螺仪的分类及其基本工作原理,包括硅微型梳状线振动驱动式陀螺仪、振动轮式微机械陀螺仪、硅微型框架驱动式陀螺仪.(2)详细介绍了以微陀螺为核心的微型惯性测量系统的组成,在应用中的关键技术,主要问题及解决途径,并展望了微型惯性测量系统的发展前景.(3)提出了利用MEMS综合微加工方法实现的非全硅微陀螺技术.

基于非硅微加工技术的超疏水表面的设计和制造

利用非硅微加工技术,在金属基底表面构建了由圆柱状金属镍组成的规则的微阵列结构,研究了微阵列的疏水性.利用正己烷溶解十八烷基三氯硅烷(OTS)配制成涂覆液,对微阵列进行低表面能物质涂覆.通过对比涂覆前后的静态超疏水性,研究了低表面能物质涂覆的作用.实验发现圆柱高度为5～30μm、直径为30～50μm、间距为15～50μm的微结构阵列在不涂覆OTS的前提下表现出了稳定的超疏水性.涂覆OTS虽然没有增加阵列结构的接触角,但是改善了微阵列在水流冲击下的疏水性.

单硅片单面硅微机械加工的热温差式流量传感器

在（111）硅片上研制了一种单硅片单面硅微机械加工的热温差式流量传感器。利用Comsol仿真软件对敏感结构参数进行优化设计,最大程度降低了传感器的热损耗,提高了传感器灵敏度和响应时间。此外,得益于MEMS微创手术MIS（Micro-openings Inter-etch＆Sealing）工艺技术使得加工后的芯片尺寸仅为0.7 mm×0.7 mm,测试结果表明：传感器灵敏度为107.88m V/（m/s）W（无放大处理）,检测响应时间仅为1.53 ms,综合精度为±4%。

轮辐转子式块状物料定量给料装置在预防硅粉加工粉尘爆炸中的应用

有机硅材料是现代工业及日常生活不可或缺的高性能材料,然而硅粉在加工过程中存在着一定的爆炸风险。基于硅粉爆炸的要素,给出了防止硅粉尘爆炸的安全技术措施,重点提出采用加装密闭性能好的加装轮辐转子式块状物料定量给料装置密,该装置取代原始的皮带秤,从而有效降低立磨中的氧含量,能够大大减少硅粉加工过程中的爆炸风险。

有机硅硅粉加工设备管理的重要性和有效途径

本文首先介绍了设备管理的重要性和研磨工艺及研磨设备的选择,然后分析了研磨工艺及研磨设备评述,最后阐述了设备管理的有效途径。