微装配系统由微机器人、微移动平台、普通摄像头和显微摄像头组成.微机器人本体尺寸为9mm×9mm×6mm,具有全方位移动特性.机器人使用了4个直径3mrn电磁型微电机,其中1个为转向驱动器,其余为前进动力源.基于LIGA技术制造的微齿轮减速系统将4个电机联系在一起,提高了转向分辨率和转向驱动力矩.由SU-8胶制成的手掌固定于压电机械手臂的前端并安装在机...
在分析微装配特点的基础上,讨论了微装配系统的功能需求和组成.提出了一种新型MEMS器件微装配系统设计方案,描述了系统样机关键技术模块的研制方案.以微型光谱分析仪极板对准为示范目标开展了实验研究,结果表明该系统适用于典型MEMS芯片的微对准和封装研究.
简要介绍了聚合物微结构热压成形的基本原理以及工艺参数和成形过程,根据工艺要求,确定了热压成形设备所应具有的温度、压力控制等基本功能.研制了RYJ-工型热压成形机,其上下热压头采用独立的温度控制,压力通过传感器进行反馈控制,在机械结构的设计上采取了几项措施,保证了上下热压头两个热压表面之间平行.控制系统的软件采用面向对象的程序设计...
采用基于UV-LIGA技术的微型陶瓷结构微加工技术进行微型火箭和微型动力系统中高温零件的加工,获得了微型火箭与微型动力系统中的耐高温关键部件.新工艺成功实现了深宽比大于13的微型氧化铝陶瓷结构的加工.
开发了用于光电子器件对准的显微立体视觉系统.该系统采用两个光轴交汇的可变焦镜头和CMOS摄像机采集图像;用调节螺钉实现视场匹配与聚焦匹配;采用了带误差修正的线性成像模型进行标定;标定控制点图像坐标的提取则利用Hough变换的方法来提高精度.目前,该系统已成功用于光电子器件对接机器人的视觉测量中.
报道了一种微小型组合锁原理样机的研制情况和结果.介绍了原理样机的系统结构设计、专用微小型电磁电机的设计与开发、UV-UGA微细加工零件、控制电路、样机装配等内容.研制的原理样机外形尺寸小于15mm×20mm×25mm,功能满足设计要求,证明了装置系统设计的可行性,验证了微电机、微机械加工在组合锁装置微小型化中的应用价值.
给出了以磷掺杂的多晶硅为振动膜的电容式MEMS传声器的研制过程.从等效电路模型出发,研究了电容式MEMS传声器的振动特性和灵敏度,给出了传声器灵敏度随振动膜张力、膜与背板间的空气隙厚度、背板声孔大小及背板声孔所占面积而变化的解析表达式.结合硼掺杂硅/硅复合背板结构MEMS传声器,提供了参考制作工艺流程.样品测试在1kHz频率处的灵敏度达到-...
测试了一组微热板式气体传感器的稳定性,着重讨论了稳定性的几种描述方法,采用统计学方法对文献中常用于描述稳定性的几种特征参数进行了比较和取舍,引入了特征参数离散度来描述气体传感器的稳定性,并使用该方法比较了预加热时间对传感器稳定性的影响.
提出了一种新型的光栅光调制器(GLM),它由可动平板阵列和固定光栅构成,通过可动平板的垂直运动,达到调制光束的目的.为验证该结构实现的可能性,得到器件的机电特性,根据微梁的力学理论进行了电力学理论分析,通过Coventor仿真软件进行了有限元仿真.分析表明,该器件所需驱动电压为16V,无明显的迟滞现象,可动平板的有效衍射面积较大,易于实现面阵结...
针对MEMS开关在宽带应用时遇到的驱动信号与微波信号间的干扰问题,论述了驱动信号与微波信号物理隔离的多种开关的设计,分析了4种结构形式的MEMS开关,使用IntelliSuite 软件进行开关机电耦合分析.在开关总的结构尺寸确定的前提下,使用ADS/Momentum场分析软件,微调膜桥和梁的结构参数,通过通孔接地实现微带线与CPWG信号的连接,通过驱动电极的结构...
针对片上电泳分离的特点和需求,分析了片上电泳分离的机理,编制了电泳分离过程的数值计算程序,建立了面向片上电泳分离的电动流体计算平台.在不规则微通道内生成贴体同位网格,并用链导法对控制方程进行转换;采用有限体积法计算微通道内电场分布、缓冲溶液流场分布和电泳分离组分分布;对流场计算,采用动量插值方法解决求解过程中压力和速度失耦问...
采用Fluent软件建立了一个屋脊式微通道的数值模型,选取了10组结构参数进行仿真分析,获得了屋脊式微通道的速度、温度等性能参数的数值仿真结果,得到了一组优化的结构设计参数,仿真结果证明,屋脊式微通道热沉可改善二极管激光器的散热能力.
制备了介质上电润湿液滴驱动器,该驱动器采用'三明治'结构:下极板由Ti/Pt微电极阵列、Si3N4介质薄膜、碳氟聚合物疏水薄膜组成,上极板是覆盖有疏水薄膜的透明电极,液滴被夹在上下电极之间.分析了驱动器的驱动原理、驱动阻尼以及介质层捕获电荷的影响,讨论硅油填充'三明治'结构和空气填充'三明治'结构的差异.
介绍了一种新型多晶硅电热微夹钳,该夹钳在V形电热微驱动器的作用下,能够产生近似线性的位移和产生较大的夹持力.在全面考虑了空气对流、辐射、热传导及材料特性等各种因素的情况下,建立了该电热微夹钳的有限元模型,利用该模型分别进行了稳态和瞬态的仿真分析,模拟出输出位移和温度场随电压的变化情况,以及电热微夹钳的热响应时间.对仿真的结果...
针对含复杂结构的MEMS器件,提出基于异构宏模型的系统级建模方法,即将基于解析法和基于数值计算的宏建模方法结合起来提取复杂器件的参数化宏模型,在此基础上实现MEMS系统级仿真.以z轴加速度计为例,在Saber中进行其系统级的时域、频域仿真,将仿真结果与有限元分析进行了比较,其仿真时间小于3min,相对误差小于3%,表明该方法能够快速有效地实现复...
对垂直于衬底表面运动的微平面构件产生的空气挤压阻尼进行研究.从非线性修正雷诺方程出发,计入稀薄气体效应,建立微平面空气挤压理论模型,用有限差分法进行求解.研究揭示了在谐振挤压运动周期内挤压膜的性能变化.研究发现,气体稀薄效应必须在理论分析模型中计入,否则,将高估空气阻尼的影响.微构件平面尺寸增大将增大挤压阻尼力,且阻尼力的增大...
讨论了各向同性壁面对微流道内液体摩擦系数的影响,给出了考虑壁面影响的摩擦系数计算公式,为进一步计算粘性系数提供了基础.研究结果表明,在靠近壁面处,壁面对液体摩擦系数的影响较大,但随着离壁距离的增大,壁面影响衰减很快,影响深度很小.对于液态氩,壁面影响大约可到第8层氩分子,即影响深度为3nm左右.
在简述化学机械抛光技术的基础上,提出化学机械抛光过程中,受载的粗糙峰和被抛光的晶片表面之间存在一纳米量级的薄流体膜,形成了纳米级薄膜流动系统.指出对纳米级流动规律进行研究将有助于了解化学机械抛光的作用机理,其中,在极薄的膜厚情况下的温度场分析是一项迫切任务.
南京航空航天大学赵淳生教授负责的“超声电机”课题组，继2003年“超声电机的研究”项目获国防科学技术一等奖之后，最近，“新型超声电机技术”项目又获国家技术发明二等奖。
制备了表面功能基团为氨基和甲基的自组装膜,将不同表面功能基团自组装膜浸入多壁碳纳米管分散液中沉积,实验观察到,表面为氨基的APTES自组装膜对分散液中的碳纳米管有静电吸附作用而均匀吸附一层碳纳米管,表面为甲基的OTS自组装膜对分散液碳纳米管有排斥作用力而没有吸附碳纳米管,这一实验对利用单根碳纳米管构造纳米电子器件与纳米机械具有重...
采用基底曲率法测量了硅基铁电微声学器件中各层薄膜的残余应力情况,通过调节热氧化的二氧化硅层的厚度,优化了微声学器件中复合膜的残余应力,得到平整的振膜结构,提高了器件的可靠性和成品率.
介绍了一种基于拉曼光谱频移来实现微结构应力测试的方法.利用该方法,实现了怂标准体硅腐蚀工艺形成的八梁支撑的微悬臂梁中应力分布的测试.测试结果表明:EPW体硅腐蚀形成的梁-质量块系统中梁与质量块上存在40～160MPa的张应力,微梁上的残余张应力平均达到100MPa;对微结构上的不同位置,边缘的残余应力普遍要比中心位置的大一些.
利用电化学腐蚀方法,在自制的电解加工机床上连续实现微细工具电极的制作和工件的加工,通过试验研究了超短脉冲的电压幅值和脉冲宽度对侧面加工间隙的影响.结果表明,减小脉冲宽度,降低加工电压,可以提高微细电解加工的精度.利用优化的加工参数,进行了微小孔加工、微细直写加工以及成形电极微细加工的实验.
为研究MEMS的微摩擦需设计一种能够测量微米尺度样品摩擦特性的专用仪器,尤其是能进行微机构摩擦力和正压力测试的大范围、高灵敏度的微摩擦检测装置.给出了一种基于光反射法的微摩擦测试仪的设计方法,介绍了该仪器的设计原理、测力传感器的结构设计、仪器的标定方法.硅测力传感器采用MEMS工艺制作,具有变形量大、线性度好、灵敏度高等优点.实验...
在分析了PDMS应用优势的基础上,介绍了一种基于PDMS的封装技术,将此技术应用于硅基直接甲醇燃料电池的制作中,并对电池性能进行了测试.实验表明,PDMS封装技术能够有效解决封装的密封性、燃料输运导管固定、电池组件间的接触性等问题,并具有长期可靠性.应用PDMS封装技术的微型直接甲醇燃料电池性能优良,可以驱动一些低功率电子器件和MEMS器件.
提出了一种微流控器件金属镍模具的制作方法.首先应用凸角补偿技术以各向异性湿法腐蚀硅得到呈凹图案的硅基阴模,再在硅基上电铸制作镍阳模.以此阳模为模具经过浇模、键合批量制作PDMS微流控器件.结果表明镍模具的平整度高,其表面算术平均粗糙度为0.725μm.多次复制得到的微流控器件重现性好,一致性高,其沟道的下底宽度、上顶宽度和深度的相对标...
采用PECVD方法制备了无定形SiC薄膜,在此基础上,以SiC为结构层,利用传统的表面硅牺牲层工艺制作了电容式谐振器以及薄膜残余应力的在片检测结构.对SiC的MEMS结构进一步进行了长时间的腐蚀,以获得SiC材料的腐蚀特性.对SiC材料的力学特性进行了研究.深入探讨了退火工艺、薄膜硅碳原子比对SiC薄膜力学特性的影响,同时对薄膜硅碳原子比与制备工艺参...
研究了在磁控溅射中溅射气压、溅射电压(溅射功率)与金属Au、Ta薄膜应力的关系,分析了相关的机理,给出了一种用磁控溅射法制备低应力Au、Ta薄膜的方法,就应力的产生因素作了一些探讨.
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