蔡豪刚
- 作品数：11 被引量：28H指数：4
- 供职机构：哥伦比亚大学更多>>
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- 相关领域：机械工程电子电信理学一般工业技术更多>>
- 带有凸条平板的MEMS结构压膜阻尼效应分析被引量：3
- 2010年
- 针对带有凸条平板的MEMS结构压膜阻尼效应,利用基本Reynolds方程和特定的第一类边界条件,给出一种压膜阻尼系数的解析分析方法。在带有凸条平板的MEMS微开关设计与制作的基础上,利用引入该压膜阻尼系数的Simulink模型仿真分析了微开关的动态响应特性,得到的阈值加速度与其落锤测试结果是一致的,从而验证了所提出的带有凸条平板压膜阻尼效应理论分析的正确性。
- 周镇威杨卓青蔡豪刚丁桂甫
- 关键词：微机电系统解析解
- 通用性薄膜材料图形化方法
- 本发明公开一种微机械加工技术领域的通用性薄膜材料图形化方法。本发明通过光刻或掩模电镀在基片上制备一次性平面微模具；在整个基片范围内淀积薄膜材料，填满微模具的空隙；通过研磨加工去除薄膜高出微模具的多余部分，并减至所需厚度；...
- 丁桂甫蔡豪刚杨卓青
- 文献传递
- 单轴敏感MEMS惯性开关的优化设计和制作
- 基于微机电系统（MEMS）的惯性开关,又称为加速度开关、碰撞开关,作为一种典型的惯性传感器,已成为近年来国内外MEMS领域的研究热点。MEMS惯性开关相对于传统机械加工的器件而言,缩小尺寸,降低成本,并且提高了性能和可靠...
- 蔡豪刚
- 关键词：微机电系统惯性开关
- 文献传递
- 可调控接触时间的微型惯性电学开关
- 一种可调控接触时间的微型惯性电学开关，属于微机电系统技术领域。本发明中，带有悬臂梁阵列的质量块电极由质量块以及固定在其上的悬臂梁阵列构成，悬臂梁阵列位于多孔弹性梁固定电极下方，支撑层位于绝缘衬底上方、质量块下方，弹簧支撑...
- 丁桂甫杨卓青蔡豪刚
- 文献传递
- 基于非硅表面微加工的MEMS惯性开关设计与动力学仿真被引量：4
- 2008年
- 基于非硅表面微加工技术,设计了一种新的MEMS微型惯性电学开关。较厚的质量块可动电极和位于其上方悬空的弹性梁固定电极,不但有利于提高开关器件的触发灵敏度和接触效果,而且可避免质量块和弹簧过多偏离对器件造成的损坏。对所设计开关进行了有限元动态接触仿真,结果表明开关在100g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.24ms和10μs,表现出较高的触发灵敏度和良好的接触效果,随加速度的增加惯性开关的响应时间减小,两电极的接触时间增加。
- 杨卓青丁桂甫蔡豪刚付世赵小林
- 关键词：微型惯性开关动力学仿真
- 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
- 基于非硅衬底的微机电系统惯性开关的研制被引量：11
- 2009年
- 以非硅表面微加工技术为基础,在玻璃衬底上设计和制造一种简单可靠并有反向冲击保护的单向一次触发微机电系统(Microelectro-mechanical system,MEMS)惯性电学开关。该设计采用连体蛇形弹簧将可动电极(质量块)悬空固定,用挡块作为反向冲击保护,其敏感方向为平行于衬底面的水平方向,整个器件使用成本较低而又方便的叠层电镀镍工艺制作。通过对弹簧-质量块系统运动过程的理论分析和有限元仿真,研究器件阈值加速度与其质量块厚度的关系,并用落锤试验对封装器件的阈值加速度以及峰值为100g(g=9.8m/s2)半正弦冲击下的响应进行了测试,得到该微开关的阈值加速度分布在58g～72g,基本符合预期设计的60g阈值加速度要求,响应时间约为10–4s量级,与有限元仿真结果吻合较好。
- 蔡豪刚杨卓青丁桂甫刘瑞
- 关键词：惯性开关微机电系统仿真
- 用于MEMS惯性开关的微弹簧有限元动力学分析被引量：3
- 2008年
- 设计水平和垂直方向两种驱动形式MEMS(micro-electro-mechanical system)惯性开关,应用ANSYS10.0有限元软件对其中的镍质微弹簧结构进行实体建模和动力学模拟分析,得到其在动载荷下的应力分布情况和端部位移响应曲线,并比较静动载荷下结构参数对微弹簧水平和垂直方向上弹性常数(klevel和kvertic)的影响规律。文中的有限元动力学分析方法为较准确地评定类似MEMS微弹簧弹性常数提供一条有效途径,具有工程实际应用价值,特别是为动载荷下工作的惯性类微器件中弹簧的进一步优化与加工提供重要依据。
- 杨卓青丁桂甫蔡豪刚付世赵小林
- 关键词：惯性开关动力学
- 微机电系统惯性电学开关的设计与制作被引量：7
- 2008年
- 基于非硅表面微加工技术,给出了微机电系统惯性电学开关的一种新式设计,该设计采用两端悬空固定的多孔弹性梁作为固定电极,由连体蛇形弹簧连接悬空的质量块作为可动电极,可动电极位于支撑层和弹性梁之间,该结构在保证微开关具有足够灵敏度的同时,可有效提高两电极间的接触效果和器件的抗冲击保护。使用成本较低的多次叠层电镀镍的方法制作了设计的微型惯性开关,并对其元器件进行了试验测试,结果表明:开关在100g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.40ms和12μs,与有限元动力学仿真结果吻合较好,表现出较高的灵敏度和良好接触效果。
- 杨卓青丁桂甫蔡豪刚刘瑞赵小林
- 关键词：微型惯性开关
- 电化学沉积Cu牺牲层工艺用于制备面外运动电热微驱动器
- 2007年
- 用电化学沉积Cu作为牺牲层制备面外运动电热微驱动器的悬空结构,并建立了一种简单、可靠的牺牲层工艺技术。该工艺具有工艺流程简单、牺牲层易获取、释放简单、腐蚀选择性好、结构保存完整等优点。通过退火去除残余应力、使用丙酮和F113进行悬空结构释放等方法改进工艺,可以得到理想的器件。证明电化学沉积Cu是比较好的制备悬空结构的牺牲层工艺。
- 张丹丁桂甫蔡豪刚
- 关键词：CU牺牲层
