国家自然科学基金(50675139)
- 作品数：6 被引量：15H指数：3
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- Su-8胶-金属复合材料电热微驱动器被引量：2
- 2008年
- 针对以金属嵌入式Su-8光刻胶作为新型弯曲梁式微驱动器结构材料的特点,在仿真分析过程中,考虑了狭小空气间隙中热传导机制的影响。分析结果表明,器件的工作电压随着悬空高度的增加而降低;当悬空高度达到270μm时,可忽略热传导机制。在微加工工艺流程中,引入新的牺牲层材料,显著提升了工艺流程的兼容性和加工效果的稳定性。在此基础上研制的新型电热微驱动器实测位移由11.5μm增大至13.9μm,这一结果与传统多晶硅材料弯曲梁式微驱动器的驱动位移5μm相比有显著提高,而能耗亦从180mW降至21.6mW,器件性能得到改善。
- 陈婧丁桂甫杨卓青
- 关键词：微机电系统
- Si／TiNi双层结构SMA电热驱动器的仿真和制造被引量：1
- 2010年
- 使用射频磁控溅射法,在Si片上沉积了TiNi形状记忆合金薄膜,分别采用能谱色散光谱仪(EDS)和差示扫描热量分析(DSC)方法测试了薄膜的成分和相变特征温度,并通过给形状记忆合金(SMA)薄膜加热及冷却,观察薄膜的形变恢复情况,定性测试了SMA的形状记忆特性。在此基础上,设计并制造了一种SMA薄膜/Si膜复合膜悬臂梁结构的微驱动器。在室温下,SMA电热驱动器的悬臂梁是平直的;由于TiNi合金具有相变和形状记忆特性,当TiNi电极加上电压后,悬臂梁会产生弯曲。测试结果表明,在2.0V电压下,驱动器悬臂梁端部的驱动位移可达到70.5μm,功耗为20mW。
- 王亚攀吴义伯张小波张丛春杨春生
- 关键词：ANSYS仿真
- 一种非硅微加工技术制作的电热微驱动器被引量：7
- 2009年
- 介绍了一种由非硅微加工技术制作的电热微驱动器。基于双金属效应,采用聚合物SU—8胶和金属镍作为功能材料和结构材料,铜为牺牲层材料制作电热微驱动器。利用ANSYS有限元分析软件进行仿真,模拟驱动位移随加热时间的变化关系,并由此得出驱动力的大小,比较结果后确定结构参数。再通过光刻、掩模电镀和牺牲层刻蚀等工艺,加工制作出了电热微驱动器样品,并对样品进行了观测和分析。
- 张小波吴义伯王亚攀张丛春丁桂甫
- 关键词：ANSYS仿真
- 通过可动触点延长接触时间的新型微冲击开关被引量：5
- 2009年
- 基于非硅表面微加工技术,设计并制造了一种用于振动监测的新型微机电系统(MEMS)冲击开关。开关主要由三部分构成:作为可动电极的质量块,作为固定电极的十字梁,和位于质量块中心的具有延时作用的可动触点。通过ANSYS有限元仿真,对器件进行模态分析,考察了器件的横向抗干扰能力;并提取了器件的物理参数(如弹簧弹性系数和系统有效质量),以用于Simulink动态仿真。通过动态仿真验证了器件的工作原理,并与传统微冲击开关进行了比较。使用落锤试验对所制造出的微冲击开关进行测试,加载脉宽1ms的半正弦冲击加速度,测得其阈值约为145g,并且接触时间可稳定在50μs以上。测试结果与仿真符合较好,证明了新型设计可以有效地增强接触效果,所建模型可以较准确地描述器件的动态响应。
- 蔡豪刚丁桂甫杨卓青周镇威汪红
- 关键词：微机电系统
- 新型复合结构电热微驱动器的研制被引量：2
- 2008年
- 在弯曲梁电热微驱动器原理的基础上,通过引入热膨胀系数更大的聚合物,提出了一种新型复合结构电热微驱动器。采用了ANSYS有限元分析软件,对其基本结构形式进行了系统的仿真分析,得到了一组初步优化的器件结构参数。仿真结果表明:新型电热微驱动器有更低的能耗和更大的位移。采用非硅表面微加工技术,成功制备了新型复合结构电热微驱动器。
- 曾文光丁桂甫王艳付世蔡玉丽
- 关键词：复合结构有限元分析
- 一种金属基聚合物电热微驱动器的设计与仿真被引量：3
- 2010年
- 提出了一种用于双稳态MEMS继电器的面外运动金属基聚合物电热微驱动器,下层结构使用了环氧树脂型SU-8胶作为驱动层,中间层为蛇形镍电阻丝发热层,上层结构为金属偏置层,构成的多层膜结构在常温下保持悬空部分平直,通电时产生的焦耳热使微驱动器件发生面外运动。先对设计的微驱动器进行了概念分析,再利用ANSYSTM有限元分析软件的多物理场(电-热-机械耦合)对热驱动器的性能进行了仿真与优化。当SU-8驱动层厚度、热电阻丝厚度、偏置层厚度比分别为12:4:4μm时,所设计器件的驱动性能最佳,即在0.4V驱动电压下,响应时间10ms时微驱动器产生驱动位移28μm,输出力为1mN,功耗为10mW。
- 吴义伯丁桂甫张小波王亚攀张丛春
- 关键词：电热驱动SU-8
