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毫米波MEMS开关自激励机理实验验证结构的模拟与设计 被引量:1
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作者 肖建斌 廖小平 周易 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期923-928,共6页
提出了一种新型的毫米波MEMS开关自激励机理的实验验证结构,该结构由一分四功率分配器和5个相同开关形成的阵列组成.通过CST Microwave Studio和HFSS电磁仿真软件完成了一分四功率分配器和开关阵列的设计.在频率为35 GHz时,一分四功率... 提出了一种新型的毫米波MEMS开关自激励机理的实验验证结构,该结构由一分四功率分配器和5个相同开关形成的阵列组成.通过CST Microwave Studio和HFSS电磁仿真软件完成了一分四功率分配器和开关阵列的设计.在频率为35 GHz时,一分四功率分配器的4个输出端口的隔离度小于-48 dB,同时由于结构的对称性,4个输出端口具有等分功率的性质.这2个特性对开关自激励机理的实验验证的功能实现至关重要.设计的毫米波MEMS电容式并联开关在35 GHz的插入损耗为0.076 dB,隔离度为-55 dB;设计的毫米波MEMS直接接触式串联开关在35 GHz具有0.14 dB的插入损耗和-25 dB隔离度. 展开更多
关键词 毫米波 MEMS开关 自激励 实验验证
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MEMS磁场传感器的设计及测试 被引量:6
2
作者 陈洁 秦明 黄庆安 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期929-933,共5页
以U型梁为主要结构设计了一种新型的洛伦兹力驱动的磁场传感器,检测在磁场中作切割磁力线运动的金属线上的感生电压,实现磁场测量.首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模... 以U型梁为主要结构设计了一种新型的洛伦兹力驱动的磁场传感器,检测在磁场中作切割磁力线运动的金属线上的感生电压,实现磁场测量.首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模型并对其振动模态和频率进行了仿真.该MEMS磁场传感器采用标准的CMOS工艺加上后处理来实现.最后用多普勒仪对传感器的频率和振动幅度进行测试,并对传感器的感生电动势与磁场、电流的关系进行了测试.实验结果与理论分析一致,该传感器的灵敏度为14 mV/mT.该传感器结构简单,测试方便,可用于对mT级的磁场进行测试. 展开更多
关键词 磁场传感器 MEMS 洛仑兹力 谐振
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MEMS磁场传感器的研究进展 被引量:8
3
作者 陈洁 黄庆安 秦明 《电子器件》 EI CAS 2006年第4期1384-1388,共5页
磁场检测在工农业生产和人们日常生活中非常普遍。随着微电子机械(MEMS)的发展,用MEMS技术研制磁场传感器正获得越来越多的研究。基于MEMS磁场传感器的原理,对各类磁场传感器做了简要介绍,评述了各种MEMS磁场传感器的加工工艺及工作原理... 磁场检测在工农业生产和人们日常生活中非常普遍。随着微电子机械(MEMS)的发展,用MEMS技术研制磁场传感器正获得越来越多的研究。基于MEMS磁场传感器的原理,对各类磁场传感器做了简要介绍,评述了各种MEMS磁场传感器的加工工艺及工作原理,并对MEMS磁场传感器的发展进行了展望。 展开更多
关键词 磁场传感器 MEMS 洛仑兹力 谐振
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单片集成MEMS电容式压力传感器接口电路设计 被引量:3
4
作者 黄晓东 张筱朵 +2 位作者 王斌 秦明 黄庆安 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期502-504,共3页
介绍了一种单片集成电容式压力传感器接口电路,该电路基于电容一频率转化原理,并通过差频消除了温度变化和工艺波动对电路性能的影响。使用Pspice对接口电路的误差特性进行了分析,并依据仿真结果确定了电路的相关参数。最后给出电路... 介绍了一种单片集成电容式压力传感器接口电路,该电路基于电容一频率转化原理,并通过差频消除了温度变化和工艺波动对电路性能的影响。使用Pspice对接口电路的误差特性进行了分析,并依据仿真结果确定了电路的相关参数。最后给出电路的测试结果,测试结果与仿真结果一致,在80~110kPa量程内,接口电路的分辨率为3.77Hz/hPa。 展开更多
关键词 微机电系统 单片集成 电容接口电路 电容-频率转化
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低阈值电压RF MEMS开关的力学模型 被引量:3
5
作者 郑惟彬 黄庆安 +1 位作者 李拂晓 金玉丰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期500-503,共4页
采用大激励极板的螺旋型膜开关在保持优异的高频特性的同时 ,可以获得较低的阈值电压。但是对这种结构的设计缺乏足够理论分析。文中将在 Ansys软件数值求解的基础上 ,研究缺口尺寸和开关阈值电压的关系 。
关键词 微机电系统 阈值电压 RFMEMS开关 力学模型 ANSYS软件 缺口尺寸
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MEMS器件在冲击下的可靠性 被引量:5
6
作者 方绪文 唐洁影 黄庆安 《微纳电子技术》 CAS 2004年第7期31-34,共4页
MEMS器件在制造、运输和使用过程中不可避免地受到不同程度的冲击作用,分析和认识MEMS器件在冲击下的响应和失效模式,对提高器件的耐冲击和可靠性具有一定的指导意义。本文综述了MEMS器件的冲击测试和理论分析方法,对MEMS器件的可靠性... MEMS器件在制造、运输和使用过程中不可避免地受到不同程度的冲击作用,分析和认识MEMS器件在冲击下的响应和失效模式,对提高器件的耐冲击和可靠性具有一定的指导意义。本文综述了MEMS器件的冲击测试和理论分析方法,对MEMS器件的可靠性设计具有一定参考价值。 展开更多
关键词 微电子机械系统 冲击 可靠性 可靠性设计
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二维MEMS风速风向传感器的设计与测试 被引量:2
7
作者 沈广平 吴剑 +2 位作者 张骅 秦明 黄庆安 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期285-287,共3页
给出一种基于MEMS工艺的二维风速风向传感器的设计、制造以及测试结果。该传感器加热电阻采用圆形结构,四个测温电阻对称分布在芯片四周。传感器芯片在玻璃衬底上采用两步MEMS剥离工艺加工,加工工艺简单可靠。该传感器采用恒功率工作方... 给出一种基于MEMS工艺的二维风速风向传感器的设计、制造以及测试结果。该传感器加热电阻采用圆形结构,四个测温电阻对称分布在芯片四周。传感器芯片在玻璃衬底上采用两步MEMS剥离工艺加工,加工工艺简单可靠。该传感器采用恒功率工作方式,利用热温差原理测量风速和风向。经过风洞测试,传感器可以完成360°风向检测,误差不超过10°。 展开更多
关键词 二维风速传感器 风向传感器 剥离工艺 热温差原理
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MEMS薄膜横向断裂强度的在线测试——热驱动法 被引量:4
8
作者 梅年松 黄庆安 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期215-217,共3页
就MEMS薄膜断裂强度的测试提出了一种新的测试结构 ,该结构由待测梁 (悬臂梁 )和驱动源 (V形热执行器 )两部分组成。热执行器用来作为悬臂梁断裂的驱动源。用指针标尺读数系统测量悬臂梁弯曲挠度 ,从而根据文中给出的测试用的理论公式... 就MEMS薄膜断裂强度的测试提出了一种新的测试结构 ,该结构由待测梁 (悬臂梁 )和驱动源 (V形热执行器 )两部分组成。热执行器用来作为悬臂梁断裂的驱动源。用指针标尺读数系统测量悬臂梁弯曲挠度 ,从而根据文中给出的测试用的理论公式就可计算出梁弯曲所能承受的最大应力。悬臂梁和热执行器的制造工艺兼容 。 展开更多
关键词 MEMS 薄膜 断裂强度 在线测试 热驱动法 测试结构 热执行器 静电测试法
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基于MEMS技术的差分式微波信号相位检测器 被引量:2
9
作者 焦永昌 廖小平 张俊 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期141-145,共5页
提出了基于MEMS技术,由功分器、45°移相器和MEMS电容式微波功率传感器组成差分式微波信号相位检测器,实现了在被测信号幅度未知条件下全周期的相位测量.利用HFSS对各组件进行了模拟设计,包括功分器的模拟与设计和MEMS电容式微波功... 提出了基于MEMS技术,由功分器、45°移相器和MEMS电容式微波功率传感器组成差分式微波信号相位检测器,实现了在被测信号幅度未知条件下全周期的相位测量.利用HFSS对各组件进行了模拟设计,包括功分器的模拟与设计和MEMS电容式微波功率传感器的模拟与设计,特别采用GaAs MMIC工艺制作了其中的MEMS电容式微波功率传感器,在8-12GHz的频率范围内,回波损耗小于-20dB,插入损耗小于0.2dB.最后利用ADS对整个系统进行了模拟,模拟结果与理论计算结果的误差在3.5%以内,并进行了误差分析. 展开更多
关键词 相位检测 功分器 移相器 MEMS电容式微波功率传感器
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基于砷化镓衬底的RF MEMS膜开关 被引量:2
10
作者 郑惟彬 黄庆安 +1 位作者 李拂晓 廖小平 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期395-396,403,共3页
射频微机械开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景。但是目前的微机械开关都是制作在硅基衬底上的 ,难于与后面的高频砷化镓处理电路相集成。本文介绍了基于砷化镓衬底的RFMEMS膜开关 ,着重介绍了开关的工... 射频微机械开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景。但是目前的微机械开关都是制作在硅基衬底上的 ,难于与后面的高频砷化镓处理电路相集成。本文介绍了基于砷化镓衬底的RFMEMS膜开关 ,着重介绍了开关的工作原理。 展开更多
关键词 射频微机械开关 砷化镓 微机电系统 工作原理 MEMS膜开关
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用于MEMS器件的硅材料塞贝克系数测试结构 被引量:2
11
作者 马洪宇 黄庆安 李伟华 《微纳电子技术》 CAS 2007年第12期1073-1077,1081,共6页
综述了微观尺度下利用MEMS结构测量硅材料塞贝克系数的已有工作。这些测试结构主要由电加热、电压测量和温度测量三部分构成,通过测量塞贝克电压和与之相对应的温度,从而获知塞贝克系数。加式测试结构的工艺大多与CMOS工艺兼容。指出这... 综述了微观尺度下利用MEMS结构测量硅材料塞贝克系数的已有工作。这些测试结构主要由电加热、电压测量和温度测量三部分构成,通过测量塞贝克电压和与之相对应的温度,从而获知塞贝克系数。加式测试结构的工艺大多与CMOS工艺兼容。指出这些方法原理简单、测量直接,但必须要求真空环境,尚无法满足普通大气环境下在线测试的要求。 展开更多
关键词 塞贝克系数 测试结构 微机电系统
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X波段MEMS膜开关的阻抗分析模型 被引量:1
12
作者 郑惟彬 黄庆安 +1 位作者 廖小平 李拂晓 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期2213-2215,共3页
射频微机械 (RFMEMS)开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景 .但是目前对微机械开关的研究主要都集中在开关梁的结构设计和力学分析上 ,对开关的电磁特性的研究 ,尤其是开关高频阻抗匹配分析的研究与验证... 射频微机械 (RFMEMS)开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景 .但是目前对微机械开关的研究主要都集中在开关梁的结构设计和力学分析上 ,对开关的电磁特性的研究 ,尤其是开关高频阻抗匹配分析的研究与验证比较少 .本文在高频传输线研究的基础上 ,推导出微机械开关的“开态”阻抗匹配模型 ,并利用HFSS软件对开关的高频特性进行模拟 . 展开更多
关键词 微机械膜开关 阻抗匹配 插入损耗 隔离度
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MEMS热风速计流固耦合模拟 被引量:1
13
作者 张骅 沈广平 +2 位作者 吴剑 秦明 黄庆安 《电子器件》 CAS 2007年第6期2247-2249,共3页
通过设置流-固耦合面和固-固耦合面,采用ANSYS软件对MEMS热风速计进行了有限元模拟,基本解决了热风速计有限元模拟中遇到的多物理场耦合问题.通过对不同风速,不同风向情况下的风速计芯片的热分布进行了模拟和分析,得到了一些有助于芯片... 通过设置流-固耦合面和固-固耦合面,采用ANSYS软件对MEMS热风速计进行了有限元模拟,基本解决了热风速计有限元模拟中遇到的多物理场耦合问题.通过对不同风速,不同风向情况下的风速计芯片的热分布进行了模拟和分析,得到了一些有助于芯片设计的结论.最后,为了验证模型的正确性,进行了实验测量.实验数据与模拟结果基本相符,误差在8%以内. 展开更多
关键词 流固耦合 MEMS 热风速计 模拟 测量
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热致封装效应对MEMS器件谐振特性影响的单元库模型 被引量:1
14
作者 宋竞 黄庆安 唐洁影 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期943-947,共5页
大量试验和数值仿真结果均已确认封装-器件的热失配对MEMS器件性能及可靠性有显著影响,即热致封装效应.然而迄今为止仍缺乏有效的物理模型对此加以系统描述.本文基于单元库法思想和节点法分析手段构建了MEMS热致封装效应的理论模型.通... 大量试验和数值仿真结果均已确认封装-器件的热失配对MEMS器件性能及可靠性有显著影响,即热致封装效应.然而迄今为止仍缺乏有效的物理模型对此加以系统描述.本文基于单元库法思想和节点法分析手段构建了MEMS热致封装效应的理论模型.通过对非器件结构如锚区、衬底等标准化单元建模,扩充了节点分析法在封装级MEMS仿真领域的应用.文中以常见MEMS基本器件和封装结构为例进行了研究,计算了热致封装效应对器件谐振特性的影响,并利用有限元仿真进行验证.最后讨论了封装级MEMS设计面临的挑战. 展开更多
关键词 MEMS 热致封装效应 谐振 单元库思想 节点分析法
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基于砷化镓衬底的RF MEMS膜开关 被引量:1
15
作者 郑惟彬 黄庆安 李拂晓 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期248-248,共1页
关键词 砷化镓 MEMS 膜开关 射频微机械 毫米波电路 微波电路
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MEMS薄膜平均应力梯度及弹性模量在线提取方法 被引量:1
16
作者 戎华 黄庆安 王鸣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期311-314,共4页
提出了一种利用静电作用下悬臂梁的吸合电压提取MEMS薄膜沿厚度方向的平均应力梯度及弹性模量的方法,该方法的关键在于实现悬臂梁吸合电压的快速、精确计算.考虑了悬臂梁由应力梯度引起的沿宽度方向的弯曲,提高了吸合电压的计算精度.实... 提出了一种利用静电作用下悬臂梁的吸合电压提取MEMS薄膜沿厚度方向的平均应力梯度及弹性模量的方法,该方法的关键在于实现悬臂梁吸合电压的快速、精确计算.考虑了悬臂梁由应力梯度引起的沿宽度方向的弯曲,提高了吸合电压的计算精度.实际模拟表明该测量方法计算速度快、精度高,能够应用于实际工艺过程中材料参数的在线测量. 展开更多
关键词 悬臂梁 吸合电压 平均应力梯度 弹性模量
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间接加热终端式MEMS微波功率传感器的温度模拟 被引量:1
17
作者 廖小平 范小燕 《微纳电子技术》 CAS 2005年第12期566-570,共5页
在提出间接加热终端式MEMS微波功率传感器结构和工艺的基础上,用Coventorware软件和ANSYS软件对其温度分布进行了模拟,根据热电堆的放置位置不同,分别对热电堆处于终端电阻的下方(结构A)、上方(结构B)和外侧(结构C)三种结构进行了模拟... 在提出间接加热终端式MEMS微波功率传感器结构和工艺的基础上,用Coventorware软件和ANSYS软件对其温度分布进行了模拟,根据热电堆的放置位置不同,分别对热电堆处于终端电阻的下方(结构A)、上方(结构B)和外侧(结构C)三种结构进行了模拟和比较,最后采用了热电堆处于终端电阻下方的结构,热电堆的热端可以测得的温度范围为417.7~419.2K。 展开更多
关键词 共面波导 终端电阻 热电堆 微机电系统 传感器 温度
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MEMS传感器的封装 被引量:7
18
作者 沈广平 秦明 《电子工业专用设备》 2006年第5期28-35,59,共9页
首先通过对MEMS封装所面临的挑战进行分析,提出了MEMS封装所需要考虑的一些问题。然后从芯片级、晶片级和系统级三个方面详细介绍了倒装焊、BGA、WLP、MCM和3D封装等先进的封装技术,并给出了一些应用这些封装方式对MEMS系统封装的实例... 首先通过对MEMS封装所面临的挑战进行分析,提出了MEMS封装所需要考虑的一些问题。然后从芯片级、晶片级和系统级三个方面详细介绍了倒装焊、BGA、WLP、MCM和3D封装等先进的封装技术,并给出了一些应用这些封装方式对MEMS系统封装的实例。最后对MEMS和MEMS封装的走向进行了展望,并对全集成MEMS系统的封装进行了一些探讨。 展开更多
关键词 芯片级封装(CSP) 倒装焊 模块式MEMS封装 MEMS系统封装
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LCP基RF MEMS开关的工艺研究 被引量:1
19
作者 党元兰 赵飞 +5 位作者 韩磊 徐亚新 梁广华 刘晓兰 陈雨 庄治学 《电子与封装》 2016年第5期43-47,共5页
在柔性LCP基板上制备RF MEMS开关,加工难度较大,影响开关质量的因素较多。主要研究影响LCP基RF MEMS开关加工质量的主要因素,寻找工艺过程控制解决方案。通过对关键工序的试验,对加工过程中的基板清洗、LCP基板覆铜面镀涂及整平、LCP基... 在柔性LCP基板上制备RF MEMS开关,加工难度较大,影响开关质量的因素较多。主要研究影响LCP基RF MEMS开关加工质量的主要因素,寻找工艺过程控制解决方案。通过对关键工序的试验,对加工过程中的基板清洗、LCP基板覆铜面镀涂及整平、LCP基板无铜面溅射金属膜层、LCP基板平整度保持、二氧化硅膜层生长及图形化、牺牲层加工、薄膜微桥加工、牺牲层释放等工序进行了参数优化。研制的LCP基RF MEMS开关样件频率≤20 GHz、插入损耗≤0.5 d B,回波损耗≤-20 d B,隔离度≥20 d B,驱动电压30~50 V。该加工方法对柔性基板上可动结构的制造具有一定的借鉴价值。 展开更多
关键词 LCP基材 柔性 桥式RF MEMS开关 薄膜微桥
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显微干涉法在MEMS结构三维形貌测试中的应用
20
作者 孙伟 刘雯雯 +1 位作者 康新 何小元 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期302-306,共5页
鉴于三维形貌在微机电系统(MEMS)测试领域的重要地位及显微干涉法在光学计量领域的高精度性能,开展了显微干涉法在MEMS结构三维形貌测试中的应用研究.基于小波变换极高的去噪性能及处理无载波条纹的优点,包裹相位采用连续小波变换的方... 鉴于三维形貌在微机电系统(MEMS)测试领域的重要地位及显微干涉法在光学计量领域的高精度性能,开展了显微干涉法在MEMS结构三维形貌测试中的应用研究.基于小波变换极高的去噪性能及处理无载波条纹的优点,包裹相位采用连续小波变换的方法提取.基于展开相位拐点与符号歧义点的单应性,开展了通过检测展开相位拐点并对展开相位进行校正的方法恢复非单调条纹图的真实相位的研究.采用上述方法,成功测试了微梁的静、动态三维形貌及手机芯片的翘曲变形.该项研究为MEMS结构的三维形貌测试提供了高精度且简单快速的测量手段. 展开更多
关键词 计量学 显微干涉法 微机电系统 三维形貌 微梁 手机芯片
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