摘要：随着IC器件上的I/O尺寸减小和密度增加,与之通过接触来进行电性能测试的探卡密度也要相应增加,传统手工制作的环氧树脂针形探卡难以满足使用要求,使用MEMS技术制作探卡成为发展的趋势,但是当前MEMS探卡的主要问题是不能承受和产生破坏焊垫表面氧化层和污染层所需的应力.本文提出了一种简支梁结构、通过多次电镀工艺制作的三维弹性MEMS探卡,这种探卡可以承受更大应力,并且具有较小的自身电阻.针对间距为250μm阵列排布的器件I/O,使用ANSYS有限元方法对弹簧型探卡进行了结构分析和设计,采用UV-LIGA工艺制备探卡,最后对探卡的力学性能进行了测试.

摘要：根据微弹簧在微机电系统(MEMS)中使用模式的不同,将微弹簧分为三种应用模式进行分析.应用LIGA加工工艺,设计加工了一种"L型"MEMS微弹簧,应用宏观理论的能量法,推导出了"L型"微弹簧在三种应用模式下的弹性系数计算公式,并用有限元仿真计算验证了理论公式推导的正确性.利用Tytron250微小力拉伸实验机对"L型"微弹簧进行了拉伸实验,实验结果与公式计算结果吻合.在此基础上,分析总结了微弹簧在不同应用模式下的弹性系数变化规律.

摘要：由于引信可利用空间有限,MEMS安全保险机构从试验到设计过程都非常复杂.为了确保安全机构各个功能件能够可靠作用,提出了一种利用Ansys有限元软件对安全机构中重要部件微弹簧的分析试验的方法.通过动态特性仿真试验,对微弹簧的形变特性和过载等衡量可靠性的指标进行了分析研究,模拟了冲击及振动载荷的失效环境,借助加速应力试验激发微弹簧失效的出现,得到了失效环境下应力及位移的相互关系;实现了对MEMS微弹簧典型的失效模式及其失效机理的分析研究.试验计算得到的弹性系数为193 N/m,与理论值之间的平均相对误差为5.02%,精度较高,为引信MEMS弹簧进一步的优化设计和可靠性研究提供了理论支撑.

摘要：针对现有微机电系统(MEMS)微弹簧研究中侧重于弹性系数的分析,微弹簧优化设计研究则不足的情况,提出了微机电系统微弹簧优化设计方法。该方法根据MEMS工艺易于平面图形加工的优势,采用Matlab软件的fgoalattain函数对"L"型微弹簧的线宽进行优化设计,以降低"L"型微弹簧的最大应力。仿真验证表明:在保证微弹簧相同尺寸和弹性系数的前提下,最大应力减少了20%,为后续MEMS微弹簧的结构设计提供了参考。

摘要：基于微机电系统(MEMS)工艺,设计并加工了一种"L"型微弹簧。根据经典材料力学理论进行的分析表明,在微弹簧竖直方向所受10mN力的作用下,微弹簧内部最大应力为88.75MPa,且最大应力位于连接处。有限元仿真表明在同等条件下,微弹簧的最大应力为89.326 MPa,与理论分析吻合。采用Tytron250拉伸实验机进行微弹簧拉伸实验,"L"型微弹簧的断裂位置位于连接处,实验结果验证了理论分析和仿真的正确性。在此基础上,提出增大微弹簧连接处的宽度是提高微弹簧作用可靠性的一条有效途径。

摘要：微弹簧是一种重要的微电子机械系统 ( MEMS)器件 ,它可以为微传感器和微执行器提供弹性驱动力。我们采用 UV- LIGA技术制备出 S型镍平面微弹簧 ,并使用 ANSYS对微弹簧的力学性能进行了模拟。为测试微弹簧的力学性能 ,研制了 1台微弹簧力学性能测试装备。测试结果表明 ,微弹簧可以满足设计需要。另外 ,通过比较得出 :ANSYS对微弹簧力学性能的模拟结果是较为准确的 ,可以作为进一步优化微弹簧设计的基础 ,以满足 MEMS的需要。

摘要：从细观层次揭示木材顺纹受拉破坏的损伤演化机制,是建立木材损伤本构模型的基础.在分析木材宏观及细观构造特征的基础上,将木材等效为若干根并联的受拉木纤维,每根顺纹受拉木纤维等效为弹脆性的受拉微弹簧.基于概率思想,假定受拉微弹簧的极限应变Δ为服从某一分布形式fΔ(x)的随机变量,推导了木材顺纹受拉损伤演化方程.在正确设置木材声发射参数即峰值定义时间(PDT)、撞击定义时间(HDT)和撞击闭锁时间(HLT)的基础上,通过木材顺纹受拉试件破坏过程中的声发射试验确定了受拉木纤维极限应变分布函数的参数,进而建立了木材顺纹受拉损伤模型.分析结果表明,声发射累计振铃计数与木材顺纹受拉细观损伤的累积过程是一致的,可用于反映木材顺纹受拉过程中的损伤演化特征.

摘要：针对低g值微惯性开关对微弹簧的系统刚度达到(0.1~10)N/m数量级的要求,设计了一种阿基米德平面螺旋梁结构的微惯性开关。根据材料力学中的卡氏定理和线弹性理论,推导了阿基米德平面螺旋梁的弹性系数计算公式,并与ANSYS有限元仿真分析结果进行了对比。基于推导的弹性系数计算公式设计了一种三根阿基米德平面螺旋梁支撑的动作阈值5.5gn的微惯性开关,并采用SOI硅片以及玻璃-硅-玻璃键合技术进行了加工,在离心转台上对开关实际动作阈值进行测试,并将测试值与设计值进行对比。结果表明,采用推导到的阿基米德平面螺旋梁弹性系数计算公式计算结果与ANSYS仿真结果相近,基于推导的弹性系数计算公式设计的三根阿基米德平面螺旋梁支撑的微惯性开关动作阈值设计值与实测值相近,单根阿基米德平面螺旋梁弹性系数约0.8 N/m,能够满足低g值微惯性开关低刚度的要求,推导的弹性系数计算公式能够用于基于阿基米德平面螺旋梁的低g值微惯性开关的设计。

摘要：在MEMS执行器中,弹簧起到至关重要的作用,因此得到广泛的应用。在S型弹簧弹性系数计算公式的基础上,采用LIGA技术加工出一批弹簧,用数字式显微镜对公式中主要影响因素的测量,计算出理论数值与实际值的相对误差,得出相对误差过大不满足设计要求。经过对加工特点的研究,从设计和加工的角度,提出改善方法。在此改进方法的基础上,加工出一批弹簧,通过对两批弹簧测量数据的对比分析,确定改进方法能够满足设计需求。

摘要：针对微拉伸测试系统支撑梁因塑性变形带来的误差,采用UV-LIGA技术制备出S型支撑弹簧来代替刚性梁,这样即可测量大变形薄膜的力学性能。实验结果表明,用UV-LIGA工艺制备的Ni金属S形弹簧具有良好的均匀性,在较大的变形范围内有很好的线弹性。