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UV-LIGA工艺误差对MEMS万向惯性开关性能的影响
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:《浙江大学学报:工学版》
  • 时间:0
  • 分类:TH161.5[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51475245).
中文摘要:

为提高微机电系统(MEMS)万向惯性开关的性能,实现工程化应用,对其进行工艺误差与性能关系研究.基于多层UV-LIGA工艺制作多个开关样机,进行主要结构尺寸测量,并确定工艺误差方向;从UV-LIGA工艺过程的曝光、显影与电铸、腐蚀3个阶段,分析误差的产生机理,并进一步分析单一结构误差、非对称误差和偏心误差对开关阈值和接触时间的影响.结果表明:弹簧线宽、厚度、侧壁倾角和两电极间隙等单一结构尺寸的增大会导致阈值增大;非对称误差会导致开关各向刚度不一致,使阈值散布更大;偏心误差会大幅度减小开关轴向阈值,而对径向阈值影响较小.对多个开关样机的测试结果验证了开关工艺误差及单一结构误差对阈值影响的正确性.

英文摘要:

Dependence of fabrication error on performance of a micro-electro-mechanical system(MEMS)omnidirectional inertial switch was investigated to enhance performance of the switch and implement its engineering application.The switch was fabricated by employing multi-layer UV-LIGA(Ultraviolet Lithography,Galvanoformung,Abformung)manufacturing technology.The main dimensions of the switch prototypes were measured and the direction of fabrication error was confirmed.Furthermore,the mechanism of fabrication error was discussed based on three phases including exposure,development and electroforming,and corrosion in the UV-LIGA process,and the influence of single structure error,asymmetrical error and eccentricity error on threshold and contact time of the switch was further analyzed.Results indicate that the threshold increases with the increase of single structure dimensions,such as spring width,thickness,sidewall angle and gap between two electrodes;asymmetric error leads to inconsistent stiffness in different directions and a larger threshold distribution;eccentricity error seriously decreases axial threshold,but hardly affects radial threshold.The tested results of the switch prototypes verifies the validity of fabrication error of the switch and influence of single structure error on the threshold.

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期刊信息
  • 《浙江大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:岑可法
  • 地址:杭州市浙大路38号
  • 邮编:310027
  • 邮箱:xbgkb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87952273
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-973X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1245/T
  • 邮发代号:32-40
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊质量评比二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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