分享到:

基于OpenGL的MEMS工艺几何仿真技术研究

MEMS工艺几何仿真是MEMS CAD关键技术之一。通过工艺几何仿真可以检验器件掩膜版图及其加工工艺流程设计的合理性;仿真结果——三维实体模型通过转换成实体文件亦可导入器件级软件进行器件的性能分析。因此,对工艺几何仿真的研究具有重要的理论和实际应用价值。首先,本文在版图文件的命令形式、工艺几何建模、工艺文件及其设计工具的基础上,提出了仿真系统的设计流程,并根据流程设计了系统及其输入信息存取的数据结构。然后,基于图形库OpenGL完成了包括凹多边形的分割、多边形的布尔运算、圆的多边形转化、模型上表面获取等基础算法;并针对已建模工艺设计了相应的仿真算法。最后,在典型实体文件SAT文件基础上,探讨了仿真结果——三维实体模型其几何、拓扑信息的提取,并完成了实体模型向实体文件的转换输出,实现了工艺级与器件级之间的数据交换。文中以微机械陀螺的几何仿真过程为例,对仿真系统进行了验证,得到的仿真结果与结构设计吻合,验证了工艺几何仿真系统的可行性  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

2×2微机械(MEMS)光开关

本文通过对MEMS光开关工作原理的系统分析,根据静电驱动MEMS光开关对机电特性和光耦合特性的要求,主要以2DMEMS光开关为研究方向,开展了新型MEMS工艺加工技术研究、机械结构设计研究、光耦合技术研究。设计实现了一种新型的体硅微机械加工工艺,并在工艺实验的基础上,通过ANSYS软件,利用有限元分析方法,优化设计了几种具有大位移、低电压驱动特性的1×2、2×22DMEMS光开关结构单元,完成了一种新型的1×2和一种2×2 2DMEMS光开关设计加工,对其机电特性和光纤耦合特性进行了测试。其中2×2静电梳齿电容驱动2DMEMS光开关具有在驱动电压22V作用下,驱动位移>50μm,开关时间小于1.5ms的良好机电性能;1×2静电梳齿电容驱动2DMEMS光开关在采用直接切割光纤光耦合方式下,具有在驱动电压38V作用下,开关时间小于1ms、最大插损小于2.5dB、隔离度<-50dB的综合光开关性能指标。  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

《探测与控制学报》2016年06期
探测与控制学报

MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的失效模式

0引言作为引信MEMS保险机构的核心部件,后坐保险机构是其第一道保险,确保引信在感受发射后坐过载时解除保险,而在感受勤务处理跌落过载时不解除保险[1-2]。相对于硅类材料而言,金属基MEMS机构具有较好的抗冲击、抗过载能力,非常适合于加工引信中的后坐保险机构等[3]。当前,在金属基MEMS后坐保险机构的设计和制造方面已开展了大量的研究工作[4-5],但这些MEMS机构能否抵抗高冲击等恶劣的环境条件,是其能否应用于引信系统的关键。为考核金属基MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的作用可靠性,本文提出了MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的失效模式。1后坐保险机构的运动特性1.1后坐保险机构的运动模型图1中所示的MEMS后坐保险机构就是由镍材料采用LIGA工艺加工而成的,由框架、弹簧、滑块、齿形曲折槽、闭锁机构组成[2]。其作用原理为:当受到发射后坐过载作用时,后坐滑块克服弹簧拉力和侧壁摩擦阻力向下运动,由于发射过载作用时间相对较长,后...  (本文共5页) 阅读全文>>

《传感技术学报》2016年12期
传感技术学报

基于自适应滤波的MEMS姿态确定方法

姿态测量是惯性导航的关键技术,其应用场合姿态测量可以直接采用理想陀螺仪测量值计算从航天器到水下航行器,从军事设备到民用消费类得到。但是由于传感器存在零偏误差,直接采用陀电子[1-3]。传统的捷联惯性导航系统均采用高精度螺仪测量值,会导致姿态发散,因此需要外部辅助信的惯性测量传感器进行姿态确定,由于传感器体积息对其进行校正。在MEMS系统中,常采用加速度大,价格昂贵,不适合民用消费类电子。随着MEMS计和磁强计作为观测矢量,设计基于矢量观测器的技术的发展,新型MEMS传感器具有体积小、功耗姿态确定算法,对陀螺仪更新姿态进行校正[7-9]。低,价格便宜等优点,在消费类电子设备中得到了常用的MEMS姿态确定方法有基于最优估计广泛的应用[4-6]。理论的非线性Kalman滤波方法以及基于最小二乘理论的K-矩阵方法[10-11]。采用非线性理论的阵模型如下所示:Kalman滤波方法能够在姿态确定的过程中,实时估-K=éSσIùê3zú计陀...  (本文共5页) 阅读全文>>

《现代计算机(专业版)》2017年06期
现代计算机(专业版)

一种基于MEMS运动姿态传感器的研究与设计

0引言能感受物体姿态(轴线对重力坐标系的空间位置)并转换成可用输出信号的传感器叫做姿态传感器。运动姿态传感器能够输出运动载体的航向角、俯仰角和横滚角,可以为航天器、导弹、舰船、车辆、机器人等载体提供全方位姿态及航向等信息,在科研、军事、民用等领域都有广泛的应用需求。近年来,航天器、导弹、舰船、车辆、机器人、无人机等领域发展快速,考虑到姿态测量在这些领域中的应用广泛,姿态传感器的研制与开发得到了大家广泛的重视,并有了较大的发展。其中MEMS传感器以其体积小、成本低、功耗低、量程大、可靠性高等优势,得以快速发展,同样推动了姿态测量系统的发展。运动姿态的测量实质上属于惯性系统的研究领域。陀螺仪和加速度计是各类惯性系统的核心测量元件,统称为惯性传感器。传统的惯性传感器结构复杂、体积较大且成本高,而MEMS(Micro-Electro Mechani-cal System)惯性传感器在体积、成本、功耗和抗冲击能力等方面都存在很大优势,因此...  (本文共3页) 阅读全文>>

《压电与声光》2017年02期
压电与声光

压电式十字型MEMS矢量仿生水听器的设计和研究

0引言高灵敏度水听器作为声呐系统的核心组成单元,是水下探测和成像前沿技术领域的重要发展方向,应用前景广泛且需求迫切[1]。传统压电式微机电系统(MEMS)矢量水听器的换能元器件是压电陶瓷圆管,结构相对简单,沿圆管半径方向的水平面该器件有均匀的指向性,常用作标准水听器。但压电陶瓷圆管制作的圆柱状水听器存在抗冲击性能差,质量重,声阻抗与液态环境不匹配,制作工艺复杂,加工难等[2]缺点。与传统压电式MEMS水听器相比,压电式MEMS矢量仿生水听器以锆钛酸铅(PZT)压电功能薄膜材料为敏感单元的水听器结构[3],结合MEMS技术制造出光纤式十字型,包含4个悬臂梁结构的新型无源器件[4]。该器件可实现x,y,z三维方向对声压信息感知,提供水平方位角和俯仰角信息,具有空间三维矢量性。压电式MEMS矢量水听器是将压电效应、MEMS技术结合应用在矢量水听器结构的无源器件,可使矢量水听器体积进一步缩小,还具有动态测试范围广,噪声低及灵敏度高等优点...  (本文共4页) 阅读全文>>