微机电系统

摘要： 针对传统悬浮式石墨烯压力传感器存在量程小、体积大、非线性度高等问题,设计了一种膜-岛结构的宽量程石墨烯MEMS压力传感器。使用COMSOL有限元仿真软件和噪声分析法对弹性膜片及石墨烯敏感单元尺寸进行优化设计。结果表明:在0~25 MPa范围,传感器最大应变为0.314%,固有频率高达1.3534 MHz;采用TSV垂直互联技术实现压力传感器芯片的三维集成,芯片封装尺寸仅为2 mm×2 mm。本文设计的石墨烯MEMS压力传感器具有体积小、集成度高、固有频率高、量程宽等特点,对未来高性能石墨烯压力传感器及其他石墨烯力学传感器设计和应用具有指导意义。

摘要： 针对微机电系统(MEMS)惯性传感器中数字信号处理电路的功耗问题,提出了两种新型场效应晶体管。两种晶体管分别被命名为具有“并联”开关功能的三输入双沟道场效应晶体管(Ti-DCFET)和具有“串联”开关功能的三输入独立栅场效应晶体管(Ti-IGFET)。两种新器件由于具有特殊的开关功能,因此,能够在器件层面将数字滤波器中用到的加法器和乘法器的电路结构简化,从而降低整个MEMS的功耗。对新器件的电流特性进行理论分析并且得到了简化的理论计算公式。公式的计算结果与Silvaco TCAD仿真结果一致。与传统的单输入晶体管相比,提出的器件通过大幅度减少电路中晶体管数量来降低MEMS的功耗。

摘要： 微型气相色谱仪可对复杂气体组分进行现场、实时、快速地定性和定量分析。微型气相色谱柱芯片作为微型气相色谱仪的核心部件之一,决定了其分离性能的好坏。微机电系统(MEMS)技术的发展为制造微型气相色谱柱芯片提供了有效的加工技术、可灵活选择的衬底材料,甚至可以通过MEMS技术制备均匀的固定相,从而获得具有更好分离性能的微型气相色谱柱芯片。综述了近年来基于MEMS技术的微型气相色谱柱芯片的研究进展,内容主要涉及微型气相色谱柱芯片的微沟道加工技术、柱内结构、芯片衬底材料以及固定相的制备方法等方面。

摘要： 微机电系统(MEMS)矢量水听器在使用中会受到平台运动、海浪、洋流等冲击的干扰从而影响对目标声源的探测。为实现水听器的精准探测,提出了一种纤毛-硅柱结构的可抑制振动噪声的矢量水听器。设计了一种力矩平衡结构,利用COMSOL软件对矢量水听器的参数构建有限元分析模型,并对其静态分析、模态分析以及谐响应分析仿真。结果表明:矢量水听器灵敏度为-184.35 dB;可在0~100 g n载荷内正常工作;在工作带宽20~1000 Hz内能有效降低振动噪声带来的干扰。随后提出一种基于MEMS技术的可批量制造工艺,可确保硅柱与水听器的一体化集成,可极大提高矢量水听器的一致性。

摘要： 基于有限元仿真研究了方环和圆环形谐振器的静态位移点,并分析了支撑轴位置对谐振器性能的影响,提出了优化设计方案:对于方环形谐振器,在对角处设置双端侧向支撑以降低其锚点损耗;对于圆环形谐振器,采用单端侧向支撑以及三端底部支撑相结合的器件结构,在保证电学信号引出的同时,提升器件的品质因数Q。针对所设计的器件结构特征,设计了一种基于七步光刻工艺的微纳制程,并成功实现器件的高成品率制备。测试结果表明:前者的Q值和机电耦合系数k_(eff)^(2)分别为1707.4和0.98%,后者的Q值和k_(eff)^(2)分别为1844.7和1.58%。相比于四端支撑环形谐振器,优化设计的支撑结构使得器件Q值得到大幅提升。此外,还分析研究了不同表面电极材料对环形谐振器的性能影响。

摘要： 针对阵列式微机电系统(MEMS)惯性测量单元数据采集需要实时性、高精度和高同步性问题,选取ICM20602六轴MEMS惯性测量单元构建阵列式惯性测量单元。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步并发方法实现同步数据采集,结合均值融合算法有效降低系统噪声水平,并使用阿伦方差进行随机误差辨识。实验结果表明,该系统实现了稳定可靠的阵列式MEMS惯性测量单元数据采集,能够显著降低随机误差的影响,为低成本惯性导航系统提供一种有效设计方案。

摘要： 微惯性测量单元(MIMU)是惯性导航系统(INS)的核心组件,亦是构建微定位导航授时(μ-PNT)系统的重要组成部分。当前成熟的微惯性测量单元主要基于微机电系统(MEMS)实现,其性能逐渐难以满足新型无人驾驶车、无人飞行器以及制导弹药、航空航天器等军民用领域对高精确惯性导航的需求。近年来,各种新型微惯性测量技术相继被提出,以期望突破微惯性测量单元的性能与尺寸、质量、功耗(SWaP)之间相互制约的关键技术难题。系统总结了近年来国内外在常规MEMS惯性测量技术以及新型微光机电系统(MOEMS)惯性测量、微腔光力惯性测量、量子精密测量等几类新型惯性测量技术方面的研究进展,展望了未来新型高精度惯性测量技术的发展趋势,并提出了一种基于腔光力系统的量子增强型惯性测量技术构想。

摘要： 在微机电系统微镜转轴处集成角度传感器,可用来检测镜面偏转角度实现闭环控制,但封装和实际工况的扰动会给微镜结构引入额外应力,造成压阻角度传感器的灵敏度漂移。为提高微镜在应用场景中偏转角的控制精度,减小封装热应力给集成压阻角度传感器带来的误差信号,提出了一种应力隔离结构。当环境温度变化时,微镜的封装会引入额外的应力,通过理论计算得到这种应力会引起芯片的轴向形变。为探究轴向形变对压阻角度传感器输出特性的影响,建立了压阻传感器的受力分析模型,计算结果表明,轴向应力会改变压阻角度传感器的输出幅值,是导致误差信号的主要因素。利用微纳加工技术制备集成压阻角度传感器的微镜,实验结果表明:传统结构芯片在12μm的轴向拉伸和轴向压缩下,压阻角度传感器的灵敏度从19.22 mV/°增加到20.16 mV/°,变化幅度为0.94 mV/°,其灵敏度随着形变量呈现明显的发散趋势;而有应力隔离结构的芯片在相同形变条件下,传感器的灵敏度则从19.37 mV/°增加到19.67 mV/°,变化幅度收敛至0.3 mV/°,有效地提高了角度传感器在不同形变条件下的稳定性。在机械可靠性方面,两种结构均通过了抗冲击和抗振动测试。

摘要： 通过将微机电系统(MEMS)加工技术与光纤传感器技术相结合的方法,将温度感知模块和氢气感知模块集成在温度氢气MEMS光纤复合传感器内部,并在25号绝缘油中完成油温和油中溶解氢气的可行性验证实验。实验结果表明:温度感知模块在35~85°C的绝缘油温度范围内有良好的线性度,其灵敏度为14.5 pm/°C;氢气感知模块对油中溶解氢气有较强的响应,且完成氢气体积分数测量后,光谱峰值可恢复至初始状态。验证了该复合传感器在油中气体检测应用的可行性。

摘要： 首先简要分析了全球、国内和省内智能传感器产业发展的现状,指出山东省智能传感器产业发展面临的不足;其次随后从指导思想和发展目标两个方面提出了山东省智能传感器产业发展的总体思路、产业布局;最后聚焦产业链条完善、强化关键支撑、开展应用示范、提升服务能力和培育骨干企业提出13条整点任务建议,为全省全面提升智能传感器产业核心竞争力,推动全省新一代信息技术产业高质量发展,培育壮大现代产业体系提供政策参考。

摘要： 本论文提出了一种基于微机电系统(MEMS)技术的新型静电场传感器,敏感结构主要由屏蔽电极、感应电极、驱动电极等几部分组成.电极的特征尺寸为微米数量级,传感器敏感芯片的尺寸为5mm×5mm×0.5mm,具有体积小、功耗低、易集成、可批量化制备等优点,为静电测量应用提供了一种先进的测试仪器.本论文提出了基于实验室标定及现场标定相结合的校准方法,有效避免了被测物形貌、材料对测试准确性的影响,并研制出具有测距,温湿度测量,数据显示、报警及存储等功能的非接触式MEMS手持静电仪,总不确定度为2.98％,实现了被测物带电情况的高精度测量.

摘要： 随着MEMS电场传感器的技术的逐步成熟,使得MEMS电场传感器在静电探测领域的实际应用成为现实.行业内,对于静电传感器的微型化以及探测准确性具有迫切的需求,成为近年来MEMS电场传感器研究工作关注的重要方向之一.本文基于微机电系统(MEMS)技术,介绍了5种静电探测产品,主要包括:MEMS手持静电仪、在线MEMS静电传感器、MEMS静电安全检测释放球、MEMS管道油品电荷密度测试仪、MEMS油面电位传感器.该系列化的产品均采用非接触式测量方法,与目前应用的传统产品相比较,具有尺寸小、空间分辨率高、功耗低、易集成等突出优势.

摘要： 微机电系统(Micro-Electro Mechanical System)传感器是测量技术发展的方向,近些年MEMS传感器在压力,加速度,气体分析等领域发展迅速,并且均已经有成熟产品大量运用.在真空领域有一些国内外专业实验室针对MEMS技术在真空测量传感器方面开展研究,并取得了一定的技术成果.本文将重点介绍本公司开发的基于MEMS工艺的单晶硅压阻式真空规VT系列第一款产品,分享该产品技术特点和测试数据.通过测试数据分析该产品具有测量范围宽:覆盖10-2～105Pa;精度高:大气压到10Pa范围精度高,均可以达到±1％rdg.;在特定区间范围精度可以更高;气体无关:测量值不受气体种类影响的特点.同时会简单介绍制造的单晶硅MEMS规片方面的技术路线和产品特点,来和与会行业同仁分享.

摘要： 本文分析了仪器仪表面向智能化需求的发展目标,围绕新型仪器仪表的数字化、智能化、网络化、人工智能化的趋势,阐述了智能仪器仪表未来发展方向及关键技术.最后,提出了仪器仪表工程科技总体趋势.rn 随着微机电系统技术的不断成熟和性价比降低，其应用领域也会不断增加。微型化是未来仪器仪表发展的必然趋势。多功能化将是仪器仪表发展的重要趋势，多功能的综合型产品不但在性能上，而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。随着网络技术的飞速发展，物联网技术逐渐向工业控制和智能仪器仪表系统设计领域渗透，网络就是仪器的概念，确切的概述了仪器的网络化发展趋势，仪器测量系统将成为信息物理系统(CPS-Cyber PhysicalSystem)重要组成部分。人工智能技术将在仪器仪表领域得到发展和更广泛的应用，未来仪器仪表将更进一步智能化，代替人的一部分脑力劳动，从而在视觉、听觉、思维等方面具有一定的类人能力。

摘要： MEMS即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems),是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域.经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大科技领域之一.它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术,具有广阔的应用前景.截止到2010年,全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作,已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品,其中MEMS传感器占相当大的比例.MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器.与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点.同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能.而此次生产的传感器模块为医疗领域应用.为了降本增益，降低不良率，提升品质，提高良率，进行工艺优化及改善，而此产品属于阶段性订单，更需要从精益生产出发，以最低成本进行优化提高效率，满足客户需求。从人，机，料，法，环进行逐一排除，发现手动剪脚环节，人员疲劳度大，剪钳容易损坏，插针剪脚后底端不平及尺寸偏离等现象。结合以上现象，工艺人员结合了电容整脚机的原理进行开发个剪脚设备，在开发过程中对于切刀要求精度较高(钨钢)且必须为斜口，这样设备使用寿命长，产品的引脚会得到保障。

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： MEMS具有体积小、重量轻、性能优异等特点,因此利用MEMS技术进行显示,可提升色域、降低功耗、缩短响应时间.本文从显示原理、关键器件结构、制备工艺等方面综述了数字光处理、干涉调制、数字微快门等MEMS显示技术,结果表明干涉调制在具有多稳态显示和无需光源等优点的同时,还可利用表面微机械加工工艺在玻璃衬底上形成,适合现有TFT产线工艺,因此需重点关注.

摘要： 在这里讨论了如下方面：微机电设备、微机电设备的阵列、制造微机电设备的方法以及操作微机电设备的方法。该微机电设备可以包括：衬底；机械耦合至该衬底的隔膜，该隔膜包括用以使隔膜弯曲到两个几何稳定位置之一中的应力区；机械耦合至隔膜的致动器，该致动器包括在隔膜之上的压电层；控制器，其被配置成响应于数字声音输入来提供电控制信号；其中该致动器被配置成接收电控制信号来经由压电层将机械压电力施加于隔膜上，以使隔膜移动来创建声波。

摘要： 本发明涉及一种电子系统，其包括电子系统(10)，电子系统(10)包括机电微系统(12)和封装所述微系统(12)的密封盒(14)。该盒(14)包括紧固平面。机电微系统(12)包括敏感部分(47)和将敏感部分(47)连接至紧固平面的至少两个横梁(51A、51B)。横梁(51A、51B)热耦合至敏感部分(47)并且彼此电耦合。该系统还包括机电微系统(12)的热调节器(16)，热调节器(16)包括电路(61)和电路控制器(62)，电路(61)包括连接至横梁(51A、51B)的至少两个端部(69A)，电路控制器(62)能够在所述电路(61)中生成电流以修改所述敏感部分(47)的温度。

摘要： 在这里讨论了如下方面：微机电设备、微机电设备的阵列、制造微机电设备的方法以及操作微机电设备的方法。该微机电设备可以包括：衬底；机械耦合至该衬底的隔膜，该隔膜包括用以使隔膜弯曲到两个几何稳定位置之一中的应力区；机械耦合至隔膜的致动器，该致动器包括在隔膜之上的压电层；控制器，其被配置成响应于数字声音输入来提供电控制信号；其中该致动器被配置成接收电控制信号来经由压电层将机械压电力施加于隔膜上，以使隔膜移动来创建声波。

摘要： 本公开涉及一种微机电设备、微机电系统和制造微机电设备的方法，其中，微机电设备可以包括：衬底；隔膜，安装至衬底；第一电极，安装至隔膜；第二电极，安装至衬底；其中，第一电极与第二电极横向相邻；并且其中，隔膜布置在第一电极和第二电极之间的间隙上方。

摘要： 本公开涉及一种微机电设备、微机电系统和制造微机电设备的方法，其中，微机电设备可以包括：衬底；隔膜，安装至衬底；第一电极，安装至隔膜；第二电极，安装至衬底；其中，第一电极与第二电极横向相邻；并且其中，隔膜布置在第一电极和第二电极之间的间隙上方。

摘要： 本发明公开一种微机电系统芯片晶圆及系统封装方法、以及微机电系统，晶圆封装方法包括：将微机电系统芯片的正面与微机电系统承载板进行临时键合；将微机电系统芯片埋置在有机树脂内；将微机电系统承载板与圆片拆键合，并裸露出微机电系统芯片上的微机电系统管脚；制作一层微机电系统绝缘层；在微机电系统芯片的微机电系统管脚对应的位置去除微机电系统绝缘层形成盲孔；制作与微机电系统管脚电连接的微机电系统重布线层，制作钝化层，并且制作微机电系统球下金属层；制作与微机电系统管脚电连接的微机电系统凸块，得到扇出封装完成的微机电系统芯片晶圆。本发明将MEMS芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装。

摘要： 本申请公开了一种微机电系统以及具有此微机电系统的电声转换装置，微机电系统包括：第一膜片；第二膜片，与第一膜片相对设置；若干支撑件，支撑件包括若干支撑壁，支撑壁的相对两端分别连接第一膜片和第二膜片，第一膜片、第二膜片与同一支撑件内相邻的两个支撑壁合围形成第一腔室；连通槽，设置在第一膜片上或同时设置于第一膜片和第二膜片上，用于将第一腔室与外部连通。通过设置由若干支撑壁构成的支撑体以及于第一膜片上或同时于第一膜片和第二膜片上设置连通槽，从而增加了第一膜片或第二膜片的柔顺性，同时减少了第一膜片和第二膜片之间的板间电容。

摘要： 本申请提供一种微机电系统声学传感器包括基板、背板、振膜、介电层及连接部。振膜配置于基板与背板之间且包括振动部。介电层形成于基板与振膜之间且具有对应振动部的腔体。连接部位于腔体内且连接振动部与基板。

摘要： 本申请提供一种微机电系统声学传感器、微机电系统封装结构及其制造方法。微机电系统声学传感器包括一基底、一悬臂结构以及一振膜式传感器。该悬臂结构形成于该基底上，并包括一固定端与一自由悬部从该固定端延伸出。该自由悬部包括一自由端。该自由端与该固定端在该自由悬部的相对端。该自由悬部可在一空洞空间中产生一振波。该振膜式传感器形成于该基底上，并包括一振膜、一背板以及至少一电性接点。该背板与该振膜之间具有一第一空隙。该空洞空间与该第一空隙互相连通。该振膜适于接收该自由悬部产生之该振波。该至少一电性接点电性连接至该背板。

摘要： 本公开涉及微机电系统装置、微机电系统开关及微机电系统集成电路。一种纳米级机电开关形式的集成晶体管消除了CMOS电流泄露并且提高了开关速度。纳米级机电开关以从衬底的一部分延伸到腔中的半导悬臂为特征。悬臂响应于施加到晶体管栅极的电压而弯曲，因此在栅极下方形成导电沟道。当器件关断时，悬臂回到它的静止位置。这种悬臂的移动将电路断开，在栅极下方恢复不允许电流流动的空洞，因此解决了泄露的问题。纳米机电开关的制作与现有的CMOS晶体管制作流程兼容。通过掺杂悬臂并且使用背偏置和金属悬臂末端，可以进一步改进开关的灵敏度。纳米机电开关的面积可以小至0.1x0.1μm