微电子机械系统

摘要： 电镀已经成为MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术中的一种重要加工手段,相比于传统意义的表面处理作用,MEMS技术中的电镀主要用于制作微结构。介绍了几种常用的以电镀为核心方法的微结构加工工艺和它们的应用领域。微结构加工工艺包括LIGA/UV-LIGA、EFAB、PolyStrata、TSV/TGV、MetalMUMPs等,结合设计好的光刻、镀膜、刻蚀等辅助微工艺技术,能够完成具有超高深宽比、多层堆叠、悬空、可动等特点的复杂三维金属微结构,并针对不同的使用需求,可以实现典型的微机械结构、惯性传感器、射频器件、异构集成、系统散热等功能应用,具有广泛的实用意义。

摘要： 为了探究微纳加工中的工艺误差对Qplus传感器性能指标的影响,采用基于COMSOL的多物理场有限元数值分析方法建立了包含工艺误差的Qplus传感器仿真模型,评估了湿法刻蚀后侧壁产生的晶棱、双面光刻对准偏差等典型工艺误差对传感器本征频率、弹性系数以及品质因子的影响,并将仿真结果与实测值进行了对比,验证了仿真方法的准确性。结果表明:传感器的弹性系数及本征频率会因为湿法刻蚀后侧壁产生的晶棱明显提高,品质因子受工艺误差影响较小,变化幅度小于10%。分析方法有助于Qplus传感器的设计优化,使制备出的传感器性能参数更接近于预期设计值,同时为其他基于石英的MEMS传感器的仿真设计提供借鉴。

摘要： 在MEMS传感器的基础上设计并制作了具有大量程、高精度的倾角仪.测量单元采用3个正交的MEMS加速度传感器,在保证测量精度的同时加大了倾角的测量范围.硬件设计分别采用线性电源、高频控制芯片及高分辨率模数转换芯片实现倾角仪的小型化.对倾角仪测量时的测量误差通过建模提出了多位置标定补偿技术、分段式温度补偿技术及现场快速标定技术,实时保证倾角仪具备较高的测量精度.通过三轴温控转台对提出的3种标定方法进行了实验验证,不但证明了3种标定技术的有效性及实用性,且对倾角仪的标定精度均可达0.01°.

摘要： 针对土壤中硝酸盐快速检测的需求,研制了一种集成土壤浸出液获取和硝酸盐检测功能的土壤硝酸盐现场快速检测系统.硝酸盐检测采用钯金修饰的超微叉指传感电极.该传感电极采用微电子机械系统(MEMS)工艺制备,集成结构为叉指阵列分布的工作电极和对电极.硝酸盐敏感钯金复合膜采用恒压法制备,利用两种金属的协同作用提高硝酸盐检测的灵敏度和稳定性.研制的传感电极对浸出液中硝酸盐的线性响应范围为0.5～100 mg/L(以N计),检出限为0.13 mg/L(3σ),灵敏度1.8μA·L/mg.连续70次重复测量的相对偏差小于10％.此传感电极对土壤中常见的Cl-、CO2-3、SO2-4和SiO2-4表现出一定的抗干扰能力.采用研制的土壤硝酸盐检测系统获取土壤浸出液,并对浸出液中的硝酸盐进行检测,检测结果与标准方法一致.

摘要： 随着我国航天工程的技术发展,对航天器用惯性器件的小型化和轻量化的需求越来越高,研究微电子机械系统(Micro electromechanical system,MEMS)惯性器件的空间环境效应以保障其在轨长寿命和高可靠运行就显得尤为重要.针对国产电容式MEMS加速度计,通过1 MeV电子辐射试验,研究了高能电子辐照对电容式MEMS加速度计电学性能的影响规律及相关退化机理.结果表明,电子辐照注量对电容式MEMS加速度计的表头电容影响较弱、阻抗与辐照注量呈负相关趋势;在低辐照注量下,电容式MEMS加速度计的ASIC电路正常工作,在高辐照注量下(3.0×1013 cm-2以上)出现明显的性能退化;电容式MEMS加速度计整表在5.0×1012 cm-2的电子辐照注量下发生功能失效.

摘要： 文中提出一款新型的超宽带(UWB)柔性天线,具有重量轻、体积小、结构紧凑、易共形等特点,适用于超宽带无线通信系统.该天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基底,并在介质基底的一侧单面覆盖金属铜,设计了双圆形辐射贴片和具有缺陷结构的金属地.为了降低加工成本,简化工艺流程,采用头面波导(CPW)的馈电方式,并基于微电子机械系统(MEMS)工艺进行等离子(Plasma)刻蚀处理和天线加工制造.结果 表明,所设计的天线带宽达到9.86 GHz(2.83～12.69 GHz)频率范围,包括3.1～10.6 GHz的超宽带(UWB)频段,阻抗相对带宽为127％,与仿真结果基本一致.对加工后的天线进行弯曲效果测试,测试结果表明,在一定的弯曲条件下,该天线表现出良好的阻抗匹配特性和稳定的远场辐射模式,满足超宽带通信的需求,这使得它适合于现代柔性电子系统集成.

摘要： 在射频微系统对高性能超宽带滤波器的需求下,基于矩形微同轴制备技术研究了10GHz～50GHz的超宽带矩形微同轴滤波器的设计及制备.在矩形微同轴传输线的电路基础上进行电路实现,对超宽带矩形微同轴滤波器模型进行仿真试验,结果显示,在10GHz～50GHz工作带宽内插入损耗小于0.8dB,回波损耗优于17dB,带外抑制达到45dB.基于矩形同轴结构的制备流程经过九次光刻-电铸-平坦化过程及一次介质支撑结构光刻后完成十层滤波器样件的制备,测得制备的滤波器样件性能与仿真曲线基本吻合,在40GHz时插入损耗为0.6dB,回波损耗为21.6dB,在5GHz和55GHz时带外抑制分别为41.8dB和43.9dB.矩形同轴结构的低损耗、高频段等优点在该超宽带矩形微同轴滤波器中有良好的体现.

摘要： 本文设计了一个stm32平台下的微电子机械系统(MEMS)传感器步态信号采集实验教学装置,通过软件滤波与仪器标定的方法消除了该装置的测量误差.对8例志愿者步态信号分析得到对比滤波前后步态信号角度、角速度及角加速度的均方根误差,它们分别降到0.5o、0.02o/s、0.006o/s2以内,信噪比分别提高到44dB、55dB、5.9dB以上.该装置具有一定的通用性与可扩展性,为创新实验课程建设做出了积极的探索与实践.

摘要： 利用液体表面张力进行微器件组装的技术在微电子机械和电子制造领域被广泛使用 .因为液体表面张力和表面形态在组装过程中变化的复杂性,目前缺乏通用的解析方法来计算液桥力 .本文以常见形状的组装器件为研究对象,基于Surface Evolver有限元分析软件建立液桥的仿真模型,通过仿真计算得到液桥的能量和受力,分析器件相对装配基底发生水平错动时作用在微器件上的回复力的变化规律,研究不同形状器件对回复力的影响,并阐述影响液桥组装能力的物理本质,为微器件的装配技术提供理论依据 .

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14.16 dB,最大插入损耗为1.01 dB,通带间最小隔离度为53.46 dB,双工器尺寸为8.0899 mm×2.0591 mm×0.302 mm,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： 本文首先介绍了微电子机械系统市场，其次介绍了全球MEMS市场和展望，然后介绍了MEMS的军事应用功能，MEMS技术对武器平台的优化；战场无线传感器网络等，提出微机电系统MEMS发展的建议，发展能批量生产的智能模块/智能尘；开发廉价高效微能源；发展MEMS生物传感系统等。

摘要： 微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)是指将机械，电子，光学等类型的功能元件，集成在单片或多片芯片上构成的微型智能系统。研究串联电路与微梁耦合系统在有界窄带激励下的主共振问题.建立有界窄带激励下微梁系统的随机微分方程.应用多尺度法得到系统主共振的一次近似解及其稳态解,导出系统的Ito随机微分方程,采用矩法得到系统随机均方响应的近似表达式,数值分析系统各个参数对微梁响应的影响.结果表明,主共振稳态解稳定的充分必要条件与系统一阶矩和二阶矩稳定的充分必要条件是一样的;随着带宽γ的增加,相轨图极限环的厚度增加;当微梁上极板的宽度、厚度和长度增加时,极板振幅的二阶矩增大;当上极板的阻尼系数、轴向力以及上下极板间的距离增加时,极板振幅的二阶矩减小.

摘要： 本文提出了一种多通道并行测试的MEMS(微电子机械系统)压力传感器自动测试平台.经过评估测试，该自动化测试平台具有较高的测试精度，测试误差小于t0.2%，为测量结果的准确性提供有力的保障，为进一步降低MEMS传感器成本，促进其在物联网领域的大规模应用奠定基础。

摘要： MEMS(Micro-electro-mechanical systems,微电子机械系统)器件具有微型化、低成本、集成化、功耗低、性能优异等特点,在引信等武器装备领域得到广泛的应用,其可靠性问题日益突显.传统的以故障统计分析为主导的“设计-建立物理样机-试验-修改物理样机”的串行工作模式面临越来越大的挑战,迫切需要研究和应用基于故障物理的MEMS可靠性设计与分析技术.本文简要介绍了基于故障物理的MEMS可靠性研究方法和技术路线;以电容式RFMEMS开关为例介绍了基于故障物理的MEMS可靠性研究方法的主要步骤,包括:采用多物理场3D有限元模型研究MEMS器件的行为,应用MEMS器件的行为模型和失效物理试验技术研究其失效机理,引入优值建立通用的MEMS器件失效预测模型.

摘要： 壁面剪应力的精确测量对于研究水中航行体边界层流动、寻求有效的减阻降噪措施至关重要.由于采用MEMS的水中壁面剪应力测量相比空气中的测量具有更高的难度,以往的测量研究大多集中在空气介质中,水中测量技术研究较少.本研究利用新研制的热膜式MEMS剪应力传感器阵列,创新性地开展了水中航行体壁面剪应力测量研究.开发了水中航行体壁面剪应力测试系统,建立了系统标定与基准校验的测试分析方法,应用于SUBOFF潜艇模型壁面剪应力测量水池试验,获得了SUBOFF潜艇模型壁面剪应力分布,并与Preston管测量结果以及数值计算结果进行比对分析.结果表明,本研究建立的MEMS剪应力测量技术可有效应用于水中航行体壁面剪应力精细测量,为相关水动力技术研发提供有力技术支撑.

摘要： 壁面剪应力的精确测量对于研究水中航行体边界层流动、寻求有效的减阻降噪措施至关重要.由于采用MEMS的水中壁面剪应力测量相比空气中的测量具有更高的难度,以往的测量研究大多集中在空气介质中,水中测量技术研究较少.本研究利用新研制的热膜式MEMS剪应力传感器阵列,创新性地开展了水中航行体壁面剪应力测量研究.开发了水中航行体壁面剪应力测试系统,建立了系统标定与基准校验的测试分析方法,应用于SUBOFF潜艇模型壁面剪应力测量水池试验,获得了SUBOFF潜艇模型壁面剪应力分布,并与Preston管测量结果以及数值计算结果进行比对分析.结果表明,本研究建立的MEMS剪应力测量技术可有效应用于水中航行体壁面剪应力精细测量,为相关水动力技术研发提供有力技术支撑.

摘要： 壁面剪应力的精确测量对于研究水中航行体边界层流动、寻求有效的减阻降噪措施至关重要.由于采用MEMS的水中壁面剪应力测量相比空气中的测量具有更高的难度,以往的测量研究大多集中在空气介质中,水中测量技术研究较少.本研究利用新研制的热膜式MEMS剪应力传感器阵列,创新性地开展了水中航行体壁面剪应力测量研究.开发了水中航行体壁面剪应力测试系统,建立了系统标定与基准校验的测试分析方法,应用于SUBOFF潜艇模型壁面剪应力测量水池试验,获得了SUBOFF潜艇模型壁面剪应力分布,并与Preston管测量结果以及数值计算结果进行比对分析.结果表明,本研究建立的MEMS剪应力测量技术可有效应用于水中航行体壁面剪应力精细测量,为相关水动力技术研发提供有力技术支撑.

摘要： 壁面剪应力的精确测量对于研究水中航行体边界层流动、寻求有效的减阻降噪措施至关重要.由于采用MEMS的水中壁面剪应力测量相比空气中的测量具有更高的难度,以往的测量研究大多集中在空气介质中,水中测量技术研究较少.本研究利用新研制的热膜式MEMS剪应力传感器阵列,创新性地开展了水中航行体壁面剪应力测量研究.开发了水中航行体壁面剪应力测试系统,建立了系统标定与基准校验的测试分析方法,应用于SUBOFF潜艇模型壁面剪应力测量水池试验,获得了SUBOFF潜艇模型壁面剪应力分布,并与Preston管测量结果以及数值计算结果进行比对分析.结果表明,本研究建立的MEMS剪应力测量技术可有效应用于水中航行体壁面剪应力精细测量,为相关水动力技术研发提供有力技术支撑.

摘要： 本文研究了在较为复杂的实用环境下将MEMS-IMU应用在战术级项目,MEMS-IMU及其中的MEMS惯性传感器的输出误差的机理及相应的补偿方法.首先,介绍MEMS-IMU的工作原理,分析并测量了MEMS传感器的各项误差,包括MEMS惯性传感器的误差与集成产生的误差,评估了在实验条件下各项误差导致的导航解算误差的大小,传感器温度漂移误差与加速度灵敏度误差的抑制.

摘要： 本文研究了在较为复杂的实用环境下将MEMS-IMU应用在战术级项目,MEMS-IMU及其中的MEMS惯性传感器的输出误差的机理及相应的补偿方法.首先,介绍MEMS-IMU的工作原理,分析并测量了MEMS传感器的各项误差,包括MEMS惯性传感器的误差与集成产生的误差,评估了在实验条件下各项误差导致的导航解算误差的大小,传感器温度漂移误差与加速度灵敏度误差的抑制.

摘要： 一种用于治疗患者的组织部位的系统和方法可包括感应患者的组织部位的渗出物流体的一个或多个特征。渗出物流体的被感应的一个或多个特征的水平可被测量，并且响应于所测量的至少一个特征水平，可向组织部位施用或改变治疗。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种检测MEMS加速度传感器芯片的特性的系统。包括：信号采集装置和特性检测与控制装置；信号采集装置包括振动台、振动传感器、被检测的MEMS加速度传感器芯片和检测电路；特性检测与控制装置根据被检测的MEMS加速度传感器芯片在不同振动频率下的输入信号和输出信号，拟合开环频率特性，并与理想状态下的开环频率特性进行比较，确定其结构是否存在问题。根据所述被检测的MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性测试数据计算得到开环传递函数的极点和零点值。根据本实用新型实施例，可以确定被检测的MEMS加速度传感器芯片的开环传递函数，根据此特性可判定其是否满足误差允许范围，并可指导设计MEMS加速度传感器的闭环控制系统。

摘要： 本发明提供一种微电子机械系统装置、电子模块、电子设备以及移动体，其能够对在配线间产生的寄生电容进行抑制。所述微电子机械系统装置具备：底基板；第一配线，其使用第一结构体并被配置在底基板上；第二配线，其使用第一结构体和与第一结构体相连接的第二结构体并被配置在底基板上；微电子机械系统元件，其上连接有第一配线和第二配线，并被配置在底基板上，并且，所述微电子机械系统装置具备第一配线和第二配线相互交叉的交叉部，在交叉部处，第一配线的第一结构体和第二配线的第二结构体交叉。

摘要： 本发明公开了一种基于增益策略的微电子机械系统的控制方法及系统，包括：根据微电子机械系统的内部运行机理，将系统的内部相关信息进行量化处理，建立微电子机械系统动态模型；建立控制器，实现系统信号渐近稳定控制的目标；将微电子机械系统动态模型系统状态进行坐标变换得到新的系统，将所建立的控制器带入新的系统；基于新的系统构造李雅普诺夫函数，对李雅普诺夫函数求导，确定静态增益系数的大小；对李雅普诺夫函数导数进行整理，控制器保证微电子机械系统的信号渐近稳定。本发明通过矩阵性质和杨不等式等方法对设计过程中的相关量进行有效放缩。

摘要： 本发明可提供包含无线通信电路的电子设备。所述无线通信电路可包括从天线接收射频天线信号的微电子机械系统(MEMS)开关。所述无线通信电路可包括插入所述MEMS开关和所述天线之间的开关电路。通过在MEMS开关配置过程中将所述MEMS开关与所述射频信号暂时隔离，所述开关电路可以保护所述MEMS开关使其不受所述天线接收的射频信号的影响。所述开关电路可包括由固态电路形成的纵横开关。所述无线通信电路可包括用于控制所述MEMS开关和所述开关电路的控制电路。所述控制电路可以引导所述开关电路暂时断开选定MEMS开关与所述天线之间的连接，并且引导所述选定MEMS开关从第一配置切换到第二配置，同时断开所述MEMS开关与所述天线的连接。

摘要： 本发明实施例公开了一种检测微电子机械系统加速度传感器芯片的特性的方法、装置和系统。所述方法包括：根据MEMS加速度传感器芯片在不同振动频率下的输入信号和输出信号，拟合开环频率特性；将所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性与理想状态下的MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性进行比较，确定所述MEMS加速度传感器芯片的结构是否存在问题。根据所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性测试数据计算得到所述MEMS加速度传感器芯片的开环传递函数的极点和零点值。根据本发明实施例，可以确定微电子机械系统加速度传感器芯片的开环传递函数，根据此特性可判定MEMS加速度传感器芯片是否满足误差允许范围，并可指导设计MEMS加速度传感器的闭环控制系统。

摘要： 本发明提供一种微电子机械系统装置、电子模块、电子设备以及移动体，其能够对在配线间产生的寄生电容进行抑制。所述微电子机械系统装置具备：底基板；第一配线，其使用第一结构体并被配置在底基板上；第二配线，其使用第一结构体和与第一结构体相连接的第二结构体并被配置在底基板上；微电子机械系统元件，其上连接有第一配线和第二配线，并被配置在底基板上，并且，所述微电子机械系统装置具备第一配线和第二配线相互交叉的交叉部，在交叉部处，第一配线的第一结构体和第二配线的第二结构体交叉。

摘要： 本发明公开了一种基于增益策略的微电子机械系统的控制方法及系统，包括：根据微电子机械系统的内部运行机理，将系统的内部相关信息进行量化处理，建立微电子机械系统动态模型；建立控制器，实现系统信号渐近稳定控制的目标；将微电子机械系统动态模型系统状态进行坐标变换得到新的系统，将所建立的控制器带入新的系统；基于新的系统构造李雅普诺夫函数，对李雅普诺夫函数求导，确定静态增益系数的大小；对李雅普诺夫函数导数进行整理，控制器保证微电子机械系统的信号渐近稳定。本发明通过矩阵性质和杨不等式等方法对设计过程中的相关量进行有效放缩。

摘要： 本发明实施例公开了一种检测微电子机械系统加速度传感器芯片的特性的方法、装置和系统。所述方法包括：根据MEMS加速度传感器芯片在不同振动频率下的输入信号和输出信号，拟合开环频率特性；将所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性与理想状态下的MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性进行比较，确定所述MEMS加速度传感器芯片的结构是否存在问题。根据所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性测试数据计算得到所述MEMS加速度传感器芯片的开环传递函数的极点和零点值。根据本发明实施例，可以确定微电子机械系统加速度传感器芯片的开环传递函数，根据此特性可判定MEMS加速度传感器芯片是否满足误差允许范围，并可指导设计MEMS加速度传感器的闭环控制系统。

摘要： 本发明可提供包含无线通信电路的电子设备。所述无线通信电路可包括从天线接收射频天线信号的微电子机械系统(MEMS)开关。所述无线通信电路可包括插入所述MEMS开关和所述天线之间的开关电路。通过在MEMS开关配置过程中将所述MEMS开关与所述射频信号暂时隔离，所述开关电路可以保护所述MEMS开关使其不受所述天线接收的射频信号的影响。所述开关电路可包括由固态电路形成的纵横开关。所述无线通信电路可包括用于控制所述MEMS开关和所述开关电路的控制电路。所述控制电路可以引导所述开关电路暂时断开选定MEMS开关与所述天线之间的连接，并且引导所述选定MEMS开关从第一配置切换到第二配置，同时断开所述MEMS开关与所述天线的连接。