导读:本文包含了微开关论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电热,电泳,惯性,电铸,特性,电信号,光热。
微开关论文文献综述
杜立群,陈胜利,陶友胜,罗磊,赵明[1]（2016）在《跨尺度、高深宽比惯性微开关制作工艺研究》一文中研究指出采用基于光刻和微电铸的多层UV-LIGA工艺在金属基底上制作了惯性微开关。研究了电铸面积对胶层内应力的影响,解决了胶层从基底脱落的问题。通过实验分析了电流密度对铸层层间结合力的影响,解决了铸层分层问题。通过煮沸无机酸的方式去除高深宽比金属微结构内的光刻胶,解决了SU-8胶去胶难的问题。最终,成功制作出外形尺寸为14 mm×11 mm×0.6 mm的跨尺度、高深宽比惯性微开关,其最小线宽为29.8μm,最大深宽比为17∶1,从而克服了目前制作惯性微开关时基底易碎、需溅射导电种子层、整体尺寸小、深宽比低的局限性。(本文来源于《电加工与模具》期刊2016年04期）
陈胜利[2]（2016）在《惯性微开关的制作及正性厚胶工艺研究》一文中研究指出随着微制造工艺技术的发展,具有特定功能的金属微器件因为其体积小、成本低、性能优越而在信号检测、疾病分析、武器装备、航空航天、生物工程等领域取得了广泛的应用。基于紫外光刻和微电铸的UV-LIGA工艺是制作金属微器件的有效手段之一。本文基于多层UV-LIGA工艺制作了跨尺度高深宽比金属惯性微开关,探究了蜂窝结构对大面积铸层分层现象的影响,并研究了正性光刻胶AZ 50XT的制作工艺。采用多层UV-LIGA工艺在金属基底上制作了跨尺度、高深宽比惯性微开关并测试了其动态性能。工艺过程中,为了提高UV-LIGA工艺制作的金属微结构的深宽比,采用多层迭加的方法获得了深宽比为17：1的微开关器件。针对多层金属微结构制作过程中层间结合力差的问题,通过小电流密度预铸、等离子去胶的方式提高层间结合力,解决了微电铸铸层分层的问题。为解决高深宽比微结构内SU-8胶去除难的问题,通过湿法化学方式去除光刻胶,获得了轮廓清晰的微结构。在此基础上,成功制作了跨尺度、高深宽比惯性微开关。其外形尺寸为14×11×0.6mm,最小线宽为29.8μm,最大深宽比为17：1。最后,采用转台测试设备测试了惯性微开关的动态性能,测试结果表明该开关能满足设计要求。为减小金属微结构制作过程中铸层与基底分离的风险,采用仿真和实验的方法,研究了蜂窝结构对大面积铸层分层现象的影响。结果表明,在蜂窝孔几何形状、布局形式和排布数量不变的情况下,采用蜂窝结构后,减小铸层面积可以有效地降低铸层的分层程度,减小了微器件与基底发生分离的风险。对于边长为7mm的正方形铸层,60%的去除面积可以有效降低铸层的分层程度。在铸层上增加蜂窝孔数量并采用矩形蜂窝孔可以使得铸层面积分布更加均匀,铸层的分层程度被进一步降低。基于以上研究成果,对微开关器件“基板”进行了结构优化设计,并成功制作了改进后的基板。为了解决高深宽比金属微结构制作后SU-8胶去除难的问题,研究了AZ 50XT正性光刻胶的制作工艺。采用等离子清洗的方式去除了多层光刻过程中AZ 50XT光刻胶表面的非极性污染物,提高了多层光刻过程中胶层表面的清洁度。研究了曝光时间对胶层表面质量和尺寸误差的影响。结果表明：随着曝光时间的增加,胶层底部残留的光刻胶厚度被降低。但随着曝光时间的增加,微结构的线宽误差也会增大。当曝光时间超过9min时,随着曝光时间的增加,胶层表面质量变差。采用正性光刻胶作为模具进行了电铸铜实验,结果表明AZ 50XT和电铸铜工艺具有良好的兼容性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
林凡[3]（2016）在《多非线性耦合变截面微开关动力响应研究》一文中研究指出在微机电系统(MEMS)发展的大力带动下,微机电系统动力学正在逐渐成为21世纪新的研究领域和研究方向。为了满足各种MEMS的需求,MEMS开关的发展方向特点为:大规模集成度、低驱动电压、高频段和低成本。已有的研究表明:大变形引起的几何非线性、静电驱动力引起的载荷非线性等因素影响了MEMS开关的振动力学性能,由此引发的非线性动力学问题已受到学术界广泛关注并已成为目前MEMS研究的热点之一。与此同时,MEMS的制备材料如单晶硅、多晶硅、氧化硅、形状记忆合金、石墨烯等,一般都具有非线弹性的本构关系即材料非线性,而现在国内外的理论研究都仅作近似的线性处理,这必将给MEMS的应用带来可靠性和安全性的问题,因此材料非线性问题也应该受到关注和研究。本文在考虑大变形导致的几何非线性、静电驱动力引起的载荷非线性、边缘效应和尺度效应的基础上再引入MEMS材料的材料非线性,对变截面微悬臂梁开关的动力学特性进行了系统的分析,主要研究内容和成果如下:(1)以变截面微悬臂梁开关为研究对象,首次研究变截面因素对多非线性耦合微悬臂梁开关的动力响应特性的影响。通过分析算例揭示了多非线性耦合微悬臂梁动力响应的振幅和周期(频率)在变截面因素下的变化规律,为MEMS开关的设计提供了理论支撑,对分析变截面MEMS开关的动力学问题提供了参考。(2)在考虑几何非线性、载荷非线性、边缘效应和尺度效应的基础上引入材料非线性,首次建立了包括材料非线性在内的多非线性耦合的变截面微悬臂梁的动力学方程,研究材料非线性因素对变截面微悬臂梁开关的动力响应特性的影响。通过分析算例,明确了多非线性耦合变截面微悬臂梁动力响应的振幅和周期(频率)在材料非线性因素下的变化规律。该数学模型较好地反映了MEMS开关的多非线性耦合动力学特性,尤其探讨了材料非线性因素对MEMS开关的动力学特性的影响,能使MEMS开关的设计更加可靠、应用更加安全。(3)首次运用时域DQ法求解多非线性耦合变截面微悬臂梁开关动力响应问题。首先采用摄动法把非线性动力学方程和定解条件摄动为一系列的线性动力学方程组及定解条件,然后运用时域DQ法对融入定解条件的线性动力学方程组进行求解。分析结果表明,时域DQ法是一种有效的计算方法,其原理简单,易于编程,计算精度好,效率高。因此该方法作为求解非线性动力学问题的一种有效的数值方法,值得推广。(本文来源于《西华大学》期刊2016-05-01）
张颖[4]（2013）在《电热驱动式机械锁定微开关的研究》一文中研究指出MEMS微开关是采用MEMS技术制备的一类重要的元器件。它与传统的开关相比,具有体积小、功耗低、接触电阻小、响应速度快、易于电路集成批量制造等优点。本文主要介绍了一种电热驱动式机械锁定微开关,从结构设计、材料选择、微加工工艺制备、性能测试等方面进行了研究。本文设计的微开关将两个双层膜电热微驱动器,以悬臂梁形式构成开关的可动部件,并形成上下交错的空间结构,通过机械锁定实现双稳态,从而克服电热驱动器功耗大的缺点。本文主要的研究内容及结论包括以下几点:首先,根据双层膜电热微驱动器基于双金属片效应的驱动模式,提出了整个微开关的工作原理,并在此基础上介绍了微开关的实体结构,讨论了双层膜电热微驱动器的驱动层和偏置层的材料选择。采用热力机械分析仪TMA重点分析了电泳漆聚合物材料的热膨胀系数,所得结果为66.91e-5(K-1),并用此方法测试了电镀镍薄膜的热膨胀系数(1.45e-5(K-1)),由于热膨胀系数之间的较大差异,对双层膜电热微驱动器来说,这两种材料是较合适的材料组合。利用所测得的材料参数,对单臂电热微驱动器进行了ANSYS有限元仿真,比较了采用不同的电阻丝形状设计的电热微驱动器,在相同的加载条件下,位移场分布与温度场分布的差异,从而进一步分析了微开关结构设计的合理性和可行性。然后,讨论了电泳聚合物的制备和图形转移方法。设计了叁个探索实验,从与微开关加工工艺兼容的角度,比较了采用掩膜电沉积进行图形转移和传统的掩膜刻蚀进行图形转移。得出传统的图形转移方法能够与微开关的加工工艺兼容,但是存在耗时长的缺点;掩膜电沉积的图形转移方法简单快捷,但会使光刻胶炭化,在与微开关的加工工艺兼容方面存在一定的缺陷。于是引进了一种新型的低温电泳漆,在120℃的条件下实现成膜固化,而不会对光刻胶产生影响。在探索实验的基础上,重点介绍了叁维表面微加工工艺对微开关的制备,其中着重讨论了制备工艺中与铜牺牲层刻蚀相关的工艺、关于Cr/Au种子层刻蚀的细节工艺步骤、低温电泳漆在微开关中的应用。最后,测试了微开关器件的性能。对微开关器件电学性能的测试,先从微开关的单臂梁入手,分析得出采用10%的占空比器件翘曲效果最佳,另外在考虑施加的峰值电流大小时,需要以电阻丝能承受的最大功耗为依据。测试得到14Ω的单臂电热微驱动器,在峰值电流为80mA,占空比为10%时,翘曲位移为58.1μm,能够达到设计要求的56μm,初步验证了所设计微开关的可行性。为保证微开关能够实现双稳态性能,提出了一种时序双脉冲驱动方式,重点介绍了实现此驱动方式的时序电信号的设计原理与应用,包括仿真芯片、按键模块和数码管显示模块等。利用输出此时序电信号的电路板搭建了测试平台,结果在示波器中捕捉到了电热微开关所连接的外部电路的导通信号,说明本次设计的电热驱动式机械锁定微开关能够形成搭接,实现双稳态。(本文来源于《上海交通大学》期刊2013-01-01）
陈美琴[5]（2012）在《机电耦合中微开关悬臂梁的瞬态分析》一文中研究指出在微机电开关梁的设计过程中,对其吸合过程的响应时间的分析具有重要的意义。对静电力驱动的微开关梁的瞬态分析用于确定设计中的结构或机器部件的响应时间是必要的。运用ANSYS软件对微梁模型进行机电耦合分析,采用Trans126换能器单元的直接耦合静电—结构分析模型,分析了微梁的瞬态特性,得出微梁的吸合时间随着厚度的增大而增大。(本文来源于《现代机械》期刊2012年06期）
张颖,汪红,毛胜平,戴旭涵,丁桂甫[6]（2012）在《闭锁电热微开关的制备及性能测试》一文中研究指出本文主要介绍了一种闭锁电热微开关的制备及性能测试。利用双层膜电热微驱动器,基于双悬臂梁的结构设计,实现开关的驱动和闭锁。采用MEMS表面微加工技术完成所设计微开关器件的制备,并对其进行性能测试。结果表明,施加的脉冲电信号的最佳占空比为10%,并测得电阻丝能承受的最大功耗为90mW,单臂梁的翘曲高度为58μm,所得结果能够满足设计的闭锁电热微开关的工作需要。将本次设计的微开关连接到外接电路中,并施加时序双脉冲电信号,测得了外接电路的导通信号。(本文来源于《功能材料与器件学报》期刊2012年05期）
林星,赵冬伟,王波,伊福廷,张冬仙[7]（2011）在《基于LIGA技术的光热驱动微开关研究》一文中研究指出设计制作了一种叁角形结构的金属材料光热驱动微开关。通过理论分析和ANSYS仿真,揭示了光热偏转量与叁角形结构的微悬臂倾角之间的相互关系;基于同步辐射光源及LIGA技术,以金属镍(Ni)为基底材料,微加工制作出一个微悬臂长度1435μm、倾角6°的微开关器件;利用光热驱动控制与显微视频监控系统,进行了光热驱动及偏转量检测实验。实验结果表明,在波长808nm、功率135mW的半导体激光控制下,可产生约20μm的最大光热偏转量,从而验证了这一金属材料光热驱动微开关的可行性;同时,为设计制作基于金属材料的其他微型光热驱动器件及实际应用提供了技术基础。(本文来源于《光学仪器》期刊2011年02期）
毛胜平[8]（2011）在《闭锁电热双稳态微开关研究》一文中研究指出MEMS继电器或开关类器件,具有线性度好、响应时间快、体积小以及便于批量制造等一系列优点。鉴于此,本文提出了一个利用双层膜效应实现电热驱动,利用悬梁交错锁定的闭锁机构实现无功耗稳态保持的微开关。这个设计充分发挥了电热微驱动器,驱动力大,能量密度高,以及与IC制造兼容等优点。我们利用微机械加工工艺,利用多元材料组合,成功实现了电热微开关的集成制造,并且测试了其性能。本文完成的主要研究工作和结论包括以下几个方面:本文提出了一种利用悬梁交错锁定实现无功耗稳态保持的电热微开关,完成了该器件的原型设计和结构参数优化,从理论分析的角度阐述了该微开关设计的合理性和可行性。提出了两种材料体系的电热微开关,一种是基于硅基的镍和二氧化硅组合,另一种是基于聚合物基的镍和电泳漆组合;并且分别利用体硅刻蚀工艺和铜牺牲层表面微加工工艺,成功地完成了电热微开关整体的集成制造。总体而言,两种工艺途径各有优劣,硅基的器件,二氧化硅梁的成品率较低,但器件与设计吻合较好,聚合物基的器件成品率很高,但是应力较大并且不易控制,双层膜结构容易出现分层。本文还重点研究了与微开关制备密切相关的某些单项工艺,主要研究了锌牺牲层工艺和聚合物电泳沉积及图形化工艺。主要分析了分别通过硫酸盐、氯化物和碱性镀液叁种镀液沉积的锌的表面形貌、内应力、分散能力以及微观分散能力;重点研究了酸性镀锌液的掩膜电镀均匀性,并利用有限元仿真和电化学交流阻抗谱(EIS)从电场角度初步探讨和分析了机理。探索了电泳沉积作为微加工工艺中一种聚合物沉积和图形化的方法,研究的内容主要包括电泳漆的沉积参数控制,通过掩膜电泳实现图形化沉积,多面涂覆性研究,以及与金属镍的结合强度测试,测得的电泳漆/镍的结合强度是SU-8胶/镍的10倍。最后我们通过光学显微镜、扫描电子显微镜以及Veeco光学轮廓仪等,观察了微开关的静态特征。利用Veeco和脉冲电源对微开关进行了通电测试,利用Bond tester对微开关进行了机械性能测试,测试的结果表明所制备的悬梁交错锁定的闭锁机构实现了设计的双稳态性能。(本文来源于《上海交通大学》期刊2011-01-01）
郝亚锋[9]（2011）在《基于MEMS的静电控制加速度微开关分析及测试》一文中研究指出MEMS加速度微开关作为一种集传感器及执行器于一体的惯性器件,不仅能够感知加速度信号,而且受控于加速度阈值来执行开关动作。根据加速度开关工作原理,建立了静电控制加速度微开关模型。基于微开关模型,设计了一种具有显着阈值特性的加速度微开关,并建立了静电力、阻尼力、惯性力、弹性力及Casimir力等多力耦合作用下的开关动力学模型。开关结构主要由悬臂梁弹性元件和其支撑的惯性质量块构成。采用COMSOL Multiphysics软件分析阀值为23.6g。离心机测试装置测得开关闭合阈值均值为24g,偏差仅为1.6%,开关响应时间为5.32 ms。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2011-01-01）
王林滨[10]（2010）在《基于双稳态的MEMS微开关设计》一文中研究指出MEMS加速度微开关作为一种集传感器及执行器于一体的惯性器件,不仅能够感知加速度信号,而且受控于加速度阈值来执行开关动作。目前国内外的研究现状已经反映出,在加速度开关基础设计理论、研究方法及研制水平等方面存在众多难点及亟待解决的问题,尤其是缺乏行之有效的开关基础设计理论及研究方法。设计中仍然以反复试验(trial and error)方法为主,成本昂贵,这也是目前我国市场上没有高性能MEMS加速度开关的主要原因之一。根据双稳态结构跳转时的阈值特性和加速度开关的工作原理,建立了粘附性双稳态微加速度开关的模型。应用库仑定律,从静电结构的电容理论出发,导出了考虑边缘效应电场力计算公式,分析了电场力、弹性力随接触距离的变化情况。基于量子力学理论,得到Casimir力计算公式,分析了Casimir力随接触距离的变化情况。基于微观连续介质理论,得到范德瓦尔斯力计算公式,分析了范德瓦尔斯力随接触距离的变化情况。基于雷诺方程,得到两平行板内部气膜阻尼的解析公式,分析了气膜阻尼系数随接触距离的变化情况。分别针对硅基和铜基微开关进行静态、动态分析；静态分析得到硅基微开关阈值加速度为6.8g,铜基微开关阈值加速度为24.6g的结论；动态分析得到硅基微开关阈值加速度为6.84g,响应时间为0.014s,铜基微开关阈值加速度为24.74g,响应时间为0.036s的结论。根据福勒-诺得海姆公式分析了开关触点处隧道电流的变化情况；利用PRO/E和AUTO/CAD建立了叁维模型和二维工程图,得到了微开关样件。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2010-03-01）
微开关论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着微制造工艺技术的发展,具有特定功能的金属微器件因为其体积小、成本低、性能优越而在信号检测、疾病分析、武器装备、航空航天、生物工程等领域取得了广泛的应用。基于紫外光刻和微电铸的UV-LIGA工艺是制作金属微器件的有效手段之一。本文基于多层UV-LIGA工艺制作了跨尺度高深宽比金属惯性微开关,探究了蜂窝结构对大面积铸层分层现象的影响,并研究了正性光刻胶AZ 50XT的制作工艺。采用多层UV-LIGA工艺在金属基底上制作了跨尺度、高深宽比惯性微开关并测试了其动态性能。工艺过程中,为了提高UV-LIGA工艺制作的金属微结构的深宽比,采用多层迭加的方法获得了深宽比为17：1的微开关器件。针对多层金属微结构制作过程中层间结合力差的问题,通过小电流密度预铸、等离子去胶的方式提高层间结合力,解决了微电铸铸层分层的问题。为解决高深宽比微结构内SU-8胶去除难的问题,通过湿法化学方式去除光刻胶,获得了轮廓清晰的微结构。在此基础上,成功制作了跨尺度、高深宽比惯性微开关。其外形尺寸为14×11×0.6mm,最小线宽为29.8μm,最大深宽比为17：1。最后,采用转台测试设备测试了惯性微开关的动态性能,测试结果表明该开关能满足设计要求。为减小金属微结构制作过程中铸层与基底分离的风险,采用仿真和实验的方法,研究了蜂窝结构对大面积铸层分层现象的影响。结果表明,在蜂窝孔几何形状、布局形式和排布数量不变的情况下,采用蜂窝结构后,减小铸层面积可以有效地降低铸层的分层程度,减小了微器件与基底发生分离的风险。对于边长为7mm的正方形铸层,60%的去除面积可以有效降低铸层的分层程度。在铸层上增加蜂窝孔数量并采用矩形蜂窝孔可以使得铸层面积分布更加均匀,铸层的分层程度被进一步降低。基于以上研究成果,对微开关器件“基板”进行了结构优化设计,并成功制作了改进后的基板。为了解决高深宽比金属微结构制作后SU-8胶去除难的问题,研究了AZ 50XT正性光刻胶的制作工艺。采用等离子清洗的方式去除了多层光刻过程中AZ 50XT光刻胶表面的非极性污染物,提高了多层光刻过程中胶层表面的清洁度。研究了曝光时间对胶层表面质量和尺寸误差的影响。结果表明：随着曝光时间的增加,胶层底部残留的光刻胶厚度被降低。但随着曝光时间的增加,微结构的线宽误差也会增大。当曝光时间超过9min时,随着曝光时间的增加,胶层表面质量变差。采用正性光刻胶作为模具进行了电铸铜实验,结果表明AZ 50XT和电铸铜工艺具有良好的兼容性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微开关论文参考文献
[1].杜立群,陈胜利,陶友胜,罗磊,赵明.跨尺度、高深宽比惯性微开关制作工艺研究[J].电加工与模具.2016
[2].陈胜利.惯性微开关的制作及正性厚胶工艺研究[D].大连理工大学.2016
[3].林凡.多非线性耦合变截面微开关动力响应研究[D].西华大学.2016
[4].张颖.电热驱动式机械锁定微开关的研究[D].上海交通大学.2013
[5].陈美琴.机电耦合中微开关悬臂梁的瞬态分析[J].现代机械.2012
[6].张颖,汪红,毛胜平,戴旭涵,丁桂甫.闭锁电热微开关的制备及性能测试[J].功能材料与器件学报.2012
[7].林星,赵冬伟,王波,伊福廷,张冬仙.基于LIGA技术的光热驱动微开关研究[J].光学仪器.2011
[8].毛胜平.闭锁电热双稳态微开关研究[D].上海交通大学.2011
[9].郝亚锋.基于MEMS的静电控制加速度微开关分析及测试[D].西安电子科技大学.2011
[10].王林滨.基于双稳态的MEMS微开关设计[D].西安电子科技大学.2010
论文知识图
