摘要：为了克服常规静电微机械驱动器所存在的静电吸合现象,基于非均匀分布的静电场可以产生排斥力的原理,设计了一种新型的微机电系统变形镜驱动器。驱动器由5组电极构成,最大的一组由中心质量块和位于正下方的下电极组成,其它4组分别位于各条边上。中心质量块由4根L形弹簧支撑,每根弹簧分别固定于驱动器的4个锚点。利用有限元软件对驱动器的频率响应和暂态响应特性进行了仿真,结果表明,谐振频率高达4kHz,暂态响应时间小于0.05s。利用表面硅工艺加工出了驱动器,并利用白光扫描干涉仪对驱动器的静态位移电压特性进行了测试,测得驱动器在70V激励电压下的形变量为1.4μm。

摘要：提出了一种用于检测50Hz高压交流电的新型MEMS光学电流传感器。详细介绍了器件的敏感与光学检测原理，给出了器件结构、温度补偿、滤波和工艺的设计过程，并模拟分析了器件在交流电100～3600A下的性能。结果表明：滤波后可得到稳定的测量光信号；温度变化±50K时相应的测试误差为0．2％；器件在大电流下的灵敏度优于0．02dB／A。

摘要：硅微谐振式加速度计具有体积小、成本低、动态范围宽、高精度准数字频率信号输出等优势,但零偏、标度因数等关键性能指标受到了温度等因素的制约,尚不能满足高精度导航制导的高性能要求。因此,本文在简要介绍硅微谐振式加速度计温度特性及温度误差来源的基础上,综述了近年来国内外学者针对硅微谐振式加速度计进行的温度补偿方面的研究,包括无源温度补偿技术、有源温度补偿技术;介绍了无源温度补偿技术与有源温度补偿技术常用的方法和最新的研究成果;分析总结了各种方法的优缺点,提出探索更加精确的测温手段、热隔离效果更好的隔离装置以设计一种低功耗、预热时间短、控制稳定性强的微烘箱系统进行器件层的加热控温,以及寻求无源补偿技术与有源补偿技术相结合的更多可能性以获得温度补偿最优组合是后续温度补偿工作的重点研究方向。

摘要：针对粘附严重影响微电子机械系统性能和可靠性问题,提出了一种微悬臂梁粗糙表面"截球型"粘附模型;根据Hamaker微观连续介质理论及空隙修正理论,推导出粘附力表达式;讨论了粗糙面凸峰对粘附力的影响,得到影响粘附力的主要原子是凸峰顶部少数几层原子的结论;仿真出光洁度等级分别为10级,11级和12级的镍悬臂梁粗糙面粘附力数值结果,为微悬臂梁的结构设计提供了理论基础.

摘要：设计一种集成静电梳状驱动器和测试结构,专用于单晶硅微构件断裂、疲劳性能测试的片上测试系统。详细介绍测试系统的结构和工作原理。对静电梳状驱动器的驱动电压—驱动力关系、结构刚度以及谐振频率进行计算。利用MEMS(microelectromechanicalsystem)体硅工艺制造该测试系统,加工得到的测试系统在显微镜工作台上进行静态和动态弯曲实验,并将实验结果与ANSYS分析结果进行对比。结果表明,该测试系统性能稳定,能够实现对单晶硅微构件的弯曲断裂和疲劳测试。

摘要：提出了利用电磁驱动机理优点的双稳态射频微电子机械系统(RFMEMS)开关结构形式.开关的微驱动部分由导磁的悬梁、扭梁和线圈、永磁体组成.由于采用了永磁铁单元,可以实现对开关的双稳态电磁控制,从而降低了开关的功耗.对开关的微机械结构进行力学分析的结果表明,含有加强筋结构的开关模型,在12μN力的作用下,可以使悬梁两端产生20μm的位移,此时系统的固有振动频率约为5.7kHz.

摘要：针对用于无线通信系统中的高隔离度宽带双工器,首先将双工器指标拆分为留有一定余量的Tx,Rx滤波器指标,然后使用微带交指结构和基于耦合系数与外部品质因数的改进方法,设计出满足指标的宽带Tx,Rx滤波器,最后使用两种T型结和滤波器组合的结构对双工器进一步设计,并对这两种结构的微带双工器进行了仿真分析。仿真结果显示,并行连接的双工器结构紧凑,但隔离度较差;串行连接的双工器通带内最小回波损耗为14.16dB,最大插入损耗为1.01dB,通带间最小隔离度为53.46dB,双工器尺寸为8.0899mm×2.0591mm×0.302mm,完全满足指标要求,并且具有相对带宽大、隔离度高、插入损耗低的优点,为设计高性能双工器提供了可行性。

摘要：针对基于微压印成形三维MEMS器件制造工艺多层压印的需要,开发了一套基于视频图像对正原理的压印光刻对准系统。硬件系统以显微镜头、CCD、图像采集卡和精密工作台为核心组成。为了使系统能适应不同厚度器件的对准,设计了长工作距离的显微镜头并使用透明模板。软件中采用亚像素相关模板匹配算法进行定位运算,算法误差小于0.2μm。通过采用选择有效区域和粗-细搜索法的策略对算法进行优化,提高了运算效率。系统性能实验分析表明,系统分辨精度达到0.2μm,能够满足2μm的对准精度要求。

摘要：薄膜体声波谐振器(FBAR)力传感器作为一种新型的谐振式传感器,力敏特性是其设计原理。以FBAR微加速度计为例研究了工作在纵波模式,采用具有纤锌矿结构的AlN作为压电薄膜的FBAR,施加应力载荷后,其弹性常数改变导致FBAR谐振频率偏移的力敏特性。首先,采用有限元(FEA)静力学仿真,得到惯性力载荷作用下集成在硅微悬臂梁上的压电薄膜的应力分布;选取最大应力值作为载荷,基于第一性原理计算纤锌矿AlN的弹性系数与应力的关系式,预测惯性力载荷作用下AlN弹性系数的最大变化量。其次,采用谐响应分析,对比空载和不同惯性力载荷作用下FBAR微加速度计的谐振频率和偏移特性,预测FBAR微加速度计的加速度-谐振频率偏移特性。最后仿真分析得到:惯性力载荷作用下,FBAR微加速度计的谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数kHz/g;其加速度增量-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性度。

摘要：探讨了MEMS电容式加速度计的结构、电路、制造工艺和系统等各方面的可靠性,总结出了表面粘附、结构断裂、分层失效和辐射失效等几种主要失效模式,并进行相应的失效机理分析.通过可靠性实验进行了验证,发现非致命的环境影响因素中,温度对电容式加速度计性能影响最大,最终完成了满足实用化要求的MEMS微加速度计设计.