提高微结构表面在镀液中的润湿性

为提高微结构在氨基磺酸镍镀液中的润湿性,研究了在该镀液中加入十二烷基硫酸钠(SDS)作为润湿剂和对微结构表面进行氧等离子体改性这两种方法的效果。测试了4种含不同SDS浓度的氨基磺酸镍镀液的极化曲线。运用傅里叶变化红外光谱分析(FTIR),对不同改性时间下的光刻胶表面成分进行了表征。提出了一种表征微结构润湿情况的方法。实验证明,添加SDS不影响镍在氨基磺酸镍溶液中的析出电位。FTIR的测试结果表明,通过氧等离子体改性在光刻胶表面引入了亲水的羟基,从而增强了由光刻胶构造的微结构的润湿性。研究发现,深宽比为1、线宽为50μm的微结构阵列经过氧等离子体改性5s后,在15min之内可被含SDS0.5kg/m3的氨基磺酸镍镀液完全浸润。     

静电驱动柔性振膜的吸合特性研究北大核心

对静电驱动柔性振膜的吸合特性进行了理论分析和实验观测。通过理论计算得到了静电驱动下柔性振膜与具有连续曲面的腔体实现完全吸合的吸合电压。完全吸合电压随振膜电极与腔体直径的偏差以及振膜初始应力的增大而增大。同时,通过实验验证了静电驱动下柔性振膜的电极与具有连续曲面的腔体在驱动电压100 V、驱动频率2.5 Hz的条件下能够实现完全吸合。振膜电极与腔体直径的偏差会导致振膜所受静电力以及二者之间的电容能均呈现出明显的不均匀性,因此二者的完全吸合过程呈现出显著的非中心对称特性。     

反应离子刻蚀中的边缘效应及其补偿办法

在反应离子刻蚀中,可以通过提高刻蚀功率来提高反应离子刻蚀速率,但此时由于反应气体浓度分布的影响,Si片中央和边缘的刻蚀速率存在着明显的差异,刻蚀量偏差最多可达±15%以上.本文分析了反应离子刻蚀中不均匀性的产生机理,并通过实验予以验证.进而提出了通过合理设计掩模图形,以减少边缘效应,从而得到均匀刻蚀结果的补偿方法.实验表明,这种补偿方法在刻蚀速率提高近3倍的同时,可以将不均匀性降至±5%以下,适用于对微结构的均匀性要求较高的场所.     

NiTiPd形状记忆合金薄膜的相变和力学特性

利用磁控溅射法制备了NiTiPd形状记忆合金薄膜,并对晶化后的薄膜测量了其相变特性和力学性能。结果表明,薄膜在真空室中于750℃热处理1 h可获得较好的形状记忆效应,NiTiPd薄膜的相变温度比相应的NiTi薄膜的相变温度高,奥氏体相变温度As高于100℃。在室温到150℃范围,随着温度升高,薄膜的断裂强度提高,但是残余应变变小。     

微加工电化学沉积锌牺牲层工艺

在微加工中通过电化学沉积Zn制备牺牲层从而制备悬空结构。电化学沉积Zn牺牲层工艺具有易获取牺牲层,去除快速,腐蚀选择性好,耐高温等优点。在电化学沉积Zn牺牲层工艺中易遇到与基底结合力不够、使用高温工艺时易产生气泡、打磨后残留杂质、去除牺牲层时残留难去物和悬空结构释放时易黏附等问题,通过在Ti/Cu电镀种子层上预镀Ni薄层获使用Ti/Au电镀种子层、慢速升温的预真空高温烘烤、电解稀碱液法和氧化清洗、使用丙酮和F117进行应力释放等方法改进工艺后可以克服这些问题。电化学沉积Zn牺牲层工艺是较为理想的制备悬空结构的工艺。     

基于MEMS技术的共面耦合式圆极化微带天线的设计与仿真

研究了一种工作在Ka波段,基于MEMS微加工工艺的圆极化微带天线.采用微带馈线与贴片辐射单元非接触、共面临近耦合的馈电方式,可以在不改变贴片与馈线本身的尺寸且无需额外增加匹配网络的情况下调节阻抗匹配,有效地提高了馈线与辐射元的阻抗匹配度与可调性,简化了天线结构.使用3dB电桥移相器实现圆极化,结构规范,圆极化效果好.使用有限元仿真软件Ansoft HFSS对其进行了仿真优化,得出了一组较优参数,此时天线中心频率为35GHz,增益为6.86dB,驻波比≤2时阻抗带宽为4GHz(约11.4%),轴比<3dB时带宽约为5.9GHz(约16.9%).     

反应离子刻蚀PMMA的各向异性刻蚀研究

研究目的是优化Ni掩膜PMMA RIE的刻蚀参数，在氧刻蚀气体中加入表面钝化性气体CHF3，以较快的刻蚀速率获得垂直的侧壁和最小的掩模钻蚀。采用平行板结构的反应离子刻蚀机刻蚀，研究了刻蚀气压，CHF3/O2比率和刻蚀温度对垂直、侧向刻蚀速率和PMMA微结构形貌的影响。试验表明：当CHF3含量大于50%或O2工作气压较低时，会显著影响RV/RL比，当RV/RL比大于8时，试样呈现出完全各向异性刻蚀。     

SU-8胶与基底结合特性的实验研究

SU-8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶。它适于制作超厚、高深宽比的MEMS微结构。为电铸造出金属微结构，通常需要采用金属基底。但SU-8胶对金属基底的结合力通常不好，因而限制了其深宽比的提高。从SU-8胶与基底的浸润性、基底表面粗糙度以及基底对近光紫外光的折射特性入手，对SU-8胶与基底的结合力进行分析，首次指出：在近紫外光的折射率高的基底与SU-8胶有很好的结合性。经实验得出经过氧化处理的TI片的SU-8胶的结合性强。这有利于为MEMS提供低成本，高深宽比的金属微结构。     

LIGA掩模板的制备与同步辐射X射线深度光刻的研究

采用同步辐射进行深度Ｘ射线光刻是ＬＩＧＡ工艺的关键工序,它包括ＬＩＧＡ掩模板的制备、光刻胶的涂制与深度Ｘ射线光刻等多个工艺环节,该技术在深度比要求高的微光、微机械及微机电系统的元件制造领域有独特优势＾［１］,报道采用ＬＩＧＡ工艺制作微齿轮所涉及上述工艺的研究结果。