摘要：以一种有尾排气式真空封装器件为对象,从释放气体组分和放气量两方面对封装体内部放气特性进行了分析,旨在为器件的高真空度设计、提高器件寿命提供依据。首先,通过残余气体分析得到了各封装体内部的气体成分,推理出各构件所释放气体的具体组分;其次,通过真空电阻丝标定方法得到了各封装体内的压强变化,分析出各构件的放气量。研究结果表明,封装体内部的气体主要有:N_2,O_2,Ar,CO_2,H_2O,H_2,碳氢化合物,甲醇等,其中管壳是最大的气源,主要释放气体为H_2、H_2O;其次为银浆,主要释放气体为CO_2、N_2;最后为半导体制冷器,主要释放气体为H_2O、CO_2、N_2。

摘要：提出了一种基于微流控芯片由热光效应引起的微流体光波导结构。光波导芯层及覆层材料均为微通道中同种不同温度的液体。在微通道的上下面分别设计金属铜电极,在电极两端施加电压,对通道内液体加热。通过液体热传导,使得接近沟道壁边缘层与沟道中间层之间产生由高到低的温度分布。根据液体热光效应,液体在不同温度下折射率不同,沿着通道壁边缘层到通道中间层之间折射率由低到高,实现折射率渐变型平面光波导。电极两端所施加的电压大小及加热时间长短控制微沟道内温度高低,温度的高低决定了液体折射率分布,从而调节光波导实现单/多模传输。这种可调谐光波导结构可望在微流控光学器件中得到应用。

摘要：半导体同位素电池由于其寿命长、集成性优良、环境适应性强等特点成为解决MEMS能源问题的理想手段。利用4H-SiC材料的宽禁带特性,制造了4H-SiC肖特基同位素电池。对电池的耗尽层厚度以及掺杂浓度进行了优化设计,对肖特基金属进行了选择。使用4mCi/cm2的63Ni作为同位素电池的放射源对制造的同位素电池进行了测试。测试结果表明,该同位素电池可以获得31.3nW/cm2的功率密度、0.5V的开路电压、3.13×10-8A/cm2的短路电流密度和1.3%的转换效率。将电池的输出特性和硅基的平板型、3D结构电池输出特性进行了比较,证明4H-SiC肖特基同位素电池能够获得较高的功率密度。电池的性能可通过提升势垒高度、提高工艺质量、更换同位素等方式得到提高。

摘要：设计了一种静电激励／电容检测的硅微机械谐振压力传感器，采用改进的侧向动平衡双端固支音叉谐振器，利用基于绝缘体上硅的加工工艺制作。为了抑制压力敏感膜片受压变形时谐振器的高度变化，在谐振器固定端设计了全新的桁架结构。针对传感器检测信号微弱和同频干扰严重的特点，在芯体和接口电路设计中采取添加屏蔽电极、降低交流驱动电压幅值、差动电容检测和高频载波调制解调方案等多项措施。同时基于该接口电路设计了开环测试系统，并在常压封装条件下对传感器进行了初步性能测试。实验结果表明：其基础谐振频率为33．886kHz，振动品质因数为1222；测量范围为表压0-280kPa，非线性为0．018％FS，迟滞为0．176％FS，重复性为0．213％FS；在--20-60℃的温度范围内，谐振器的平均温度漂移为-0．037％／℃。

摘要：针对倒三角直槽型或倒金字塔型能量转换结构的同位素微电池难于加工以及放射性薄膜不均匀等缺陷,设计了一种较为简单的平板型能量转换结构。引入金属区这一结构,增强了放射源薄膜的接触稳定性。63N i放射源电镀实验最终得到了一组理想的短路电流和开路电压数据。结果表明,该结构与传统的能量转换结构相比有更稳定的功率输出。

摘要：围绕微型压力传感器的动态性能对压力敏感结构设计进行了研究。结合有限元分析,掌握了压阻式微型压力传感器的膜片形状、膜厚、膜片平面尺寸对于固有频率、灵敏度的影响规律,明确了固有频率、灵敏度与敏感结构形状尺寸间的关系。结合研发实例,利用时域暂态有限元分析,研究了不同厚度的正方形敏感膜片对于正弦、阶跃压力载荷的动态响应情况。研究表明,较小的敏感膜片平面尺寸、较大的膜片厚度有利于获得高的固有频率,从而得到较宽的工作频带、较快的响应速度。

摘要：微型热敏剪应力传感器在航空航天等领域有重要应用价值,然而基于热敏感原理的间接剪应力测量会引入流体环境温度的影响。结合热敏剪应力传感器的热交换模型,研究了流体环境温度变化的影响机理。分析了常用温度修正方法的应用局限性,设计了结合流体温度、从信号处理角度修正传感器输出的温度补偿方法,没有增加电路复杂程度,显著提高了测量精度。测试实验表明:当流体环境温度在10～20℃范围变化时,温度造成的输出信号偏移误差从原来的2%/℃降低到了0.5%/℃,证明了该方法的有效性。

摘要：论文基于普通的体硅工艺设计实现了一个单片集成式硅微惯性测量组合.通过对敏感表头的结构优化设计达到异构图形长和宽的较高一致度,从而有效降低刻蚀延迟效应(RIELag)对大面积结构深刻蚀造成的影响.所加工的样片在不到1cm2的硅片面积上同时包含了三个不同轴向的硅微加速度计和三个不同轴向的硅微陀螺,可对载体在笛卡尔坐标系内六个自由度上的运动分量进行测量.针对这六个片上惯性元器件,分别设计了相应的接口电路并进行了测试.测试表明其中的陀螺可达到1deg/s左右的精度,加速度计有33mV/gn的标度因子.论文研究表明这种单片集成式硅微惯性测量组合的实现方法工艺简单,可有效降低惯性测量组合的体积,同时具有进一步提高精度的潜力.

摘要：为指导器件研发设计和测量工作,提出了一种建立底层隔板壁面剪应力-压差数学模型的方法。通过量纲分析确定壁面剪应力和压差之间关系;结合具体器件,采用CFD方法计算出若干组壁面剪应力、压差的值;通过非线性回归获得该器件的壁面剪应力-压差数学模型。将建立的模型与实测数据进行对比,结果表明:二者能够较好地吻合,证明提出的方法是有效的。并应用该方法设计并加工了一种压阻式微机电系统(MEMS)底层隔板。

摘要：通过采用双程形状记忆合金丝为致动材料,复合各项异性的轻木和柔性聚合物材料,设计了一种面向智能变形蒙皮的复合结构。阐述了其变形的力学原理,分析了其变形效果与形状记忆合金丝的变形量的关系。介绍了智能变形蒙皮的结构设计,采用聚合物一体化注塑成型工艺,形成全柔性一体化复合结构。最后设计实验,对器件的基本伏安变化特性、压力载荷-变形行为特性和致动时间特性进行了测试,实验结果显示复合结构实现了连续可控变形,具备一定的可承载能力,在25V驱动电压下器件达到最大变形的致动时间为0.15s。