微细电火花加工装置的设计与应用

设计开发了一台用于微细电火花加工的微细加工装置，它主要由以下几个部分组成：花岗岩基座、精密伺服机构、精密高速旋转主轴、线电极磨削装置、微细电火花加工用的RC脉冲电源、加工状态检测系统和控制系统。在该装置上可以进行微细轴、微细孔和微三维结构的加工。具有4轴3联动功能，控制方便，容易实现数控插补功能。加工实验表明，在该装置上能稳定地加工出最小直径为Ф12μm的微细轴以及Ф25μm的微细孔，其长径比可分别达到25和10以上。并对半导体硅材料进行了加工实验，加工出的硅微梁深宽比达15以上。此外还给出了所加工的微三维结构实例。     

微三维结构型腔的微细电火花加工

利用简单截面形状电极,建立在在分层制造思想上的电极等损耗微细电火花加工技术是实现微三维结构微细加工的有效手段。分析了该方法的工艺特点;研究了实现该技术的条件及电极损耗补偿策略。     

微细EDM技术加工微齿轮的研究

本文通过用微细电火花（ＥＤＭ）方法加工模数为０．０６的微齿轮研究，阐述了微细ＥＤＭ方法加工微齿轮的原理、方法和关键技术。     

脉冲激光MEMS加工技术

阐述了脉冲激光微加工技术及其在微机电系统(MEMS)加工中的应用。脉冲激光微加工技术能够制作出三维微型结构并具有微米／亚微米加工精度，且适用于多种材料，与传统的微细加工技术如光刻、刻蚀、体硅和面硅加工技术等相比具有其独到之处。进一步阐述了基于激光烧蚀的脉冲激光直接微加工技术、激光-LIGA技术、激光辅助沉积与刻蚀技术以及MEMS的激光辅助操控及装配技术。     

三维金属MEMS器件电化学制造技术

EFAB技术是微加工领域一项重大的突破,开辟了MEMS金属器件加工的新天地,与其他微加工技术相比,EFAB技术的主要优点是:可实现MEMS中复杂三维金属微结构器件快速、自动化、批量制造。基于快速原型思想,EFAB利用实时掩模技术将金属材料层层叠加起来,可以加工任意形状的金属三维微结构。介绍了EFAB技术原理,并对其加工设备、分层技术、实时掩模、过程监控等关键技术进行了剖析,最后给出了应用实例。     

三维金属MEMS器件电化学制造技术

EFAB技术是微加工领域一项重大的突破，开辟了MEMS金属器件加工的新天地，与其他微加工技术相比，EFAB技术的主要优点是：可实现MEMS中复杂三维金属微结构器件快速、自动化、批量制造。基于快速原型思想，EFAB利用实时掩模技术将金属材料层层叠加起来，可以加工任意形状的金属三维微结构。介绍了EFAB技术原理，并对其加工设备、分层技术、实时掩模、过程监控等关键技术进行了剖析，最后给出了应用实例。     

LIGA和微细EDM技术制造不锈钢微结构的研究

通过LIGA技术与微细电火花技术相结合，可以在硬质合金、不锈钢等材料上加工出微结构，这一新的方法必将拓宽微细加工的能力和应用范围。利用LIGA技术制备线宽70μm、厚度达730μm的铜工具电极，采用微细电火花技术在不锈钢片上加工出线宽90μm、具有复杂形状的微结构。     

精密电火花加工技术在电真空器件中的应用

简要介绍了精密电火花加工技术的特点，通过实例简述了在电真空器件中精密电火花加工技术的开发、应用情况及起到的作用。     

微细加工技术在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光器件是近年来出现的一种新型显示技术。为了实现高分辨率及改善器件的发光性能，多种传统的及新兴的微细加工技术已被应用到该技术中，而且针对该技术还发展了阴极隔离柱等新技术。总结了应用于有机电致发光器件的几种典型微细加工技术，并介绍了它们各自的特点及其在发光器件中的具体应用。     

MEMS微拾振器制备工艺研究

采用微机电系统(MEMS)技术制作了悬臂梁式压电微拾振器,该技术主要包括:sol-gel法制备PZT压电膜、干法刻蚀、湿法化学刻蚀、UV-LIGA等工艺。研制的拾振器悬臂梁结构尺寸为:长2000μm,宽600μm,硅膜厚度12μm,PZT压电膜厚1.5μm,Ni质量块长600μm、高500μm。测试表明其固有频率为610Hz,适合低频振动源环境的应用。在1gn加速度谐振激励下,电压输出达562mV。     

MEMS微型热管研究进展

MEMS微型热管作为一种新型的热管技术,在微电子、光电池、红外探测头和激光二极管等的热控制方面具有很大的应用前景。首先,介绍了MEMS微型热管的特点和基本工作原理,简单回顾了其发展历程。然后,从MEMS微型热管的加工制作方法、通道尺寸和总体结构特点出发,指出了其优势所在。在此基础上,综述了近年来微型槽道热管、微型毛细泵回路、微型回路热管和微型振荡热管等不同类型MEMS微型热管的研究进展。最后,总结了MEMS微型热管的发展趋势和实际应用所面临的挑战,指出降低制作成本、优化工质充注封装工艺、改进测试手段和加强运行机理研究是今后工作的重点。     

MEMS微同轴宽带功分器

随着微波系统大功率、超宽带的发展,对功率分配/合成结构的性能提出了更高的要求,超宽带、低损耗、小尺寸、易于集成的功分器成为研究热点.基于微电子机械系统(MEMS)工艺的微同轴射频传输线具有超宽带、无色散、低损耗和高隔离度等特点,使用微同轴工艺制备的功分器具有超宽带、低损耗、易于集成、小型化和可移植性好等特点.仿真并制作...     

UV-LIGA双层微齿轮加工工艺研究

利用SU-8光刻胶UV—LIGA技术制备了双层微齿轮，齿轮单层的厚度可达450μm。制备中分别采用了三种工艺路线：两次电铸、溅射种子层一次电铸和直接一次电铸，均成功地制备出了双层微齿轮，并讨论了三种工艺路线各自的适用范围，即两次电铸工艺路线适用于对机械强度要求不高的各类多层微结构器件，一次电铸工艺路线适用于对机械强度要求较高的结构，其中溅射种子层工艺适用于深宽比较小的多层微结构模具，而直接电铸工艺适用于深宽比较大且层间直径相差较小的多层微结构器件。     

基于MEMS技术的安培酶免疫传感器研究

该文采用MEMS工艺制备可集成安培酶免疫传感器,用于人免疫球蛋白IgG的检测。该传感器以硅作为基底,铂作为电极,工作电极敏感面积1mm2。SU-8胶形成的微反应池结构使该传感器试剂用量仅为l量级。聚吡咯作为酶与电极之间的电子转移基体聚合于工作电极敏感表面,戊二醛作为交联剂进行抗体(羊抗人IgG)的固定。抗体与酶标抗体(辣根过氧化物酶HRP标羊抗人IgG)对人IgG进行特异性夹心识别,通过检测酶标HRP对底物H2O2催化产生的电流信号实现免疫检测。该传感器工作电压-0.3V,检测下限5ng/ml,线性范围5～255ng/ml,响应时间3min,具有响应快、下限低、试剂用量少、微型化、便于集成等优点。     

硅MEMS器件键合强度在线检测方法

键合强度是MEMS器件研制中一个重要的工艺质量参数,键合强度检测对器件的可靠性具有十分重要的作用。为了获得MEMS器件制造工艺中的键合强度,提出了一种键合强度在线检测方法,并基于MEMS叉指式器件工艺介绍了一种新型键合强度检测结构;借助于材料力学的相关知识,推导出了键合强度计算公式,经过工艺实验,获得了键合强度检测数据;对获得的不同键合面积的键合强度加以对比,指出这些数据的较小差异,是由刻度盘最小刻度误差和尺度效应造成的。结合叉指式器件的工作环境,认为这种方法获得的键合强度更接近实际的工作情况。     

异形孔的微细超声电火花加工技术研究

在分析了几种微小异形孔加工方法的前提下，介绍了采用微细超声电火花加工方法进行微小异形孔的加工。重点研究了微细超声电火花加工系统的关键技术，通过理论分析与大量实验证明了超声振动对于提高微小异形孔电火花加工效率以及加工精度具有显著效果。此外，首次提出了异形孔“等效放电面积”的概念，对等效放电面积进行了数学推理、计算，并在此基础上进行了大量的实验研究。实验证明，异形孔等效放电面积的提出为选择异形孔加工规准提供了可靠的理论与实践依据。根据对异形孔等效放电面积的计算用以选择加工规准，可以最大限度地提高微小异形孔的加工效率及精度。     

一种基于MEMS工艺的365 GHz硅微波导垂直转接结构

基于微电子机械系统(MEMS)工艺设计并制作了一种THz垂直转接结构,该结构采用6层硅片堆叠的硅微波导形式。理论分析计算了垂直转接结构的参数,并使用三维电磁场分析软件HFSS对该结构进行了模拟仿真。设计得到了中心频率为365 GHz、带宽为80 GHz、芯片尺寸为10 mm×7 mm×2.7 mm的THz垂直转接结构。给出了一套基于MEMS工艺的硅微波导的制作流程,制作了365 GHz垂直转接结构并对其进行测试。获得的THz垂直转接结构的回波损耗随频率变化的测试结果与仿真结果基本一致。采用MEMS工艺制作的硅微波导垂直转接结构具有精度高、一致性好、成本低的特点,满足THz器件的发展需求。     

一种新型谐振式微加速度计设计和分析

为提高谐振式加速度计的灵敏度,设计了基于两级微杠杆机构和DETF谐振器的新型谐振式微加速度计结构;用解析法分析了加速度计灵敏度和结构各参数之间的关系,并以此对结构参数进行了优化设计。理论计算表明,所设计的加速度计灵敏度约为56Hz/g;由有限元仿真分析也得出了相似的结论。