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题名基于块材压电陶瓷的悬臂梁式压电微驱动器
被引量：3
- 1
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作者
王欢
李以贵
蔡金东
吴文渊
吕瞳
何易德
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机构
上海应用技术大学理学院
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出处
《微纳电子技术》
北大核心
2018年第8期571-576,605,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(60777016)
上海市联盟计划资助项目(LM201712)
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文摘
为了获得高性能、较低成本的压电微驱动器,设计了悬臂梁式压电微驱动器。利用压电性能优良的块材压电陶瓷（PZT）材料和硅（Si）基板通过共晶键合工艺接合,结合硅片切割、PZT减薄和激光烧蚀及硅的湿法刻蚀工艺完成了微驱动器的制备。对设计的悬臂梁式压电微驱动器的前端位移输出和共振频率进行了理论分析和仿真。工艺上以0.9μm厚的金（Au）层为中间层键合块材PZT和预制好沟槽的硅基板,利用物理研磨减薄的方法将块材PZT的厚度降至30μm左右,Si基板背面用湿法刻蚀的方法形成凹槽,随后利用准分子激光器对PZT层进行烧蚀加工至预制沟槽。制备的悬臂梁式微压电驱动器的大小为1 450μm×300μm×69.8μm。搭建测试系统测量确定了10 Hz交变频率、0-20 V电压下的尖端输出位移-电压曲线,并在电压峰峰值为0.2 V的条件下测得压电微驱动器的共振频率为18.43 kHz。悬臂梁式压电微驱动器所用的PZT材料压电性能高、均匀性好,器件尺寸小、位移输出大、频率响应快。该方法可用于批量制造微驱动器,以进一步降低成本。
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关键词
压电微驱动器
共晶键合
准分子激光加工
微电子机械系统(MEMS)
悬臂梁
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Keywords
piezoelectric micro-actuator
eutectic bonding
excimer laser processing
micro-elec-tromechanical system（MEMS）
cantilever
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分类号
TH703
[机械工程—精密仪器及机械]
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题名声表面波驱动的微混合器
被引量：2
- 2
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作者
何希文
李以贵
吕曈
蔡金东
黄毅
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机构
上海应用技术大学理学院
上海应用技术大学机械工程学院
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出处
《微纳电子技术》
北大核心
2017年第10期671-676,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51405303)
上海应用技术大学协同创新平台资助项目(3921NH166019)
上海应用技术大学毕业设计重点资助项目(1011XQ171087)
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文摘
基于声表面波(SAW)驱动机理设计并仿真了一种微混合器,制备了由4个谐振频率为49.1 MHz的铜叉指式换能器(IDT)构成的SAW驱动的微混合器(IDT采用剥离工艺制备,使用的基片材料为128°YX型铌酸锂,每个IDT有5个叉指对,周期为80μm,指条宽度为5μm,指条厚度为1.6μm),搭建了基于SAW微混合器驱动的微混合平台,实现了3μL甘油与1μL墨水两种液滴间的混合以及3μL蒸馏水液滴和平均直径为1.5μm的红色微粒之间的混合。实验结果证明,在驱动功率为9 W、驱动频率为49.13 MHz的电信号激励下,SAW微混合器可实现液滴间以及液滴和微粒间在1 s内的高速混合,并且液滴内部运动与其位于SAW微混合器的位置有关。
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关键词
声表面波(SAw)
剥离工艺
叉指结构
微混合器
液滴
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Keywords
surface acoustic wave （SAW）
lift-off process
interdigital structure
micromixer
droplet
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分类号
TB51
[理学—声学]
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题名基于微硅热丝的热流式加速度传感器
被引量：1
- 3
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作者
王欢
李以贵
蔡金东
吕曈
吴文渊
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机构
上海应用技术大学理学院
上海应用技术大学机械工程学院
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出处
《微纳电子技术》
北大核心
2018年第11期795-800,818,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51035005)
上海应用技术大学光电传感检测系统协同创新平台资助项目(10210Q180008)
+1 种基金
上海市联盟计划项目(LM201712)
上海市农委重点项目子项目
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文摘
微加速度传感器由微压电泵驱动的连续循环密闭气流流路、硅热丝传感器以及惠斯登电桥测量电路三部分组成。利用硅热丝可以检测射流气体偏转引起的电阻变化,并通过惠斯登电桥电路测量出对应的加速度。基于硅热阻效应原理和微纳加工技术,设计和制备了一种成本低、体积小、寿命长、耐冲击和振动的热流式微加速度传感器。利用ANSYS软件进行仿真,分析了连续循环密闭气流的流速分布图。基于光刻、硅刻蚀和键合等微纳加工技术,在绝缘衬底上的硅（SOI）基板上制备了基于微硅热丝的加速度传感器。经测试,硅丝（长400μm×宽4μm×高2μm）在室温下电阻为45kΩ,电阻温度系数（TCR）为4.6×10^-3/℃,传感器X和Y两个方向上的灵敏度为8mV/g。使用该方法制备的热流式传感器具有体积小、耐冲击和灵敏度高等优势。
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关键词
微硅热丝
热流式
硅热阻效应
加速度传感器
微纳加工技术
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Keywords
micro silicon hot wire
heat flow
silicon thermal resistance effect
acceleration sensor
micro-nano processing technology
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH703
[机械工程—精密仪器及机械]
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题名基于热模压和切削减薄工艺制备聚合物微静电驱动器
被引量：1
- 4
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作者
金敏慧
王洁
蔡金东
吴文渊
李以贵
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机构
上海应用技术大学理学院
上海应用技术大学机械工程学院
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出处
《微纳电子技术》
北大核心
2019年第9期715-719,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目（51035005）
上海市农委重点项目（沪农科创字（2018）第3-3号）
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文摘
为了满足运输蛋白质、细胞等微纳米级物体的需求,有必要研制聚合物微静电梳齿驱动系统。与硅静电梳齿驱动器相比,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)静电梳齿驱动器具有成本低、成品率高、驱动电压低和能耗少等优点。首先通过微细加工工艺,制备硅静电梳齿驱动器模具。基于硅模具,利用热模压工艺制备PMMA微驱动器,再通过机械切削工艺释放制备好的PMMA微驱动器结构,得到带基底的PMMA微静电梳齿驱动器,最后通过切削减薄工艺,释放静电梳齿微结构,得到可动的PMMA微静电梳齿驱动器。驱动结果表明,PMMA微静电梳齿驱动器制备工艺具有可行性。
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关键词
微驱动器
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
硅模具
热模压工艺
切削减薄工艺
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Keywords
micro-actuator
polymethyl methacrylate (PMMA)
silicon mold
hot-embossingprocess
cutting process
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于移动X射线光刻工艺的采血微针阵列的制备
被引量：1
- 5
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作者
吴文渊
李以贵
王欢
蔡金东
吕曈
何易德
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机构
上海应用技术大学理学院
上海应用技术大学机械学院
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出处
《微纳电子技术》
北大核心
2018年第9期671-676,682,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51035005)
上海应用技术大学光电传感检测系统协同创新平台资助项目(10210Q180008)
+1 种基金
上海应用技术大学2018届毕业设计(论文)重点项目(3911LW180038)
上海市联盟计划资助项目(LM201712)
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文摘
为了降低传统采血对人体的疼痛感和损伤,制备了采血微针阵列结构。该微针阵列结构是采用日本立命馆大学的同步辐射光源AURORA进行两次移动X射线光刻,在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）光刻胶上得到与光刻、电铸和注塑（LIGA）掩膜版图形相似的曝光能量分布图,再利用显影技术获得了断面形状与LIGA掩膜版图形相似的PMMA微针阵列结构,密度为1 024针/cm^2,微针尖端直径达到300 nm。通过采用不同的掩膜版图形,获得了形状各异的微针阵列结构。并且进行了采血实验,通过毛细效应,测试液在流入沟槽后被提取并保持,拔出的微针且不受损伤,1 cm^2微针阵列可以提取0.5μL测试液。最后,针对光刻过程中微针阵列结构的侧面形状发生畸变的情况,对移动X射线光刻建立了仿真预测,并且对LIGA掩膜版进行补偿,增强了采血微针阵列强度。
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关键词
采血微针阵列
移动X射线光刻
毛细效应
光刻、电铸和注塑(LIGA)
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Keywords
blood extraction microneedle array
moving X-ray lithography
capillary effect
lithographic
galvanoformung and abformung （LIGA）
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分类号
TH703
[机械工程—精密仪器及机械]
TN305.7
[电子电信—物理电子学]
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