图 3.(左)我们打算将连接到电力线导体上的传感器模块封装用作传感器电容拾音器的一部分,以最大限度地提高其电容,从而提高灵敏度。(右)电压指的是支持固态电容传感器或 MEMS 传感设备的导体的电压。(电压值从图 2 中的 FEM 模型中获得。)请注意,在距离支撑导体相对较小的地方存在较大的电位差,并且电位差在靠近支撑导体的地方几乎呈线性变化。
第五次ASAIA-PACIFIC COFERENCE上的换能器和微纳米技术(APCOT2010),西澳大利亚州珀斯,西澳大利亚州7/7 ~9 http://apcot2010.ee.uwa.uwa.edu.eedu.au/
摘要:微机电系统 (MEMS) 技术在导航系统中的应用正在迅速增加,但目前人们对此类设备的可靠性缺乏了解,这严重限制了它们在航空航天飞行器和其他中高要求领域的使用。本文介绍了一种基于 MEMS 的惯性传感器和惯性测量单元 (IMU) 在振动环境中应用的可靠性测试程序。从信号精度、系统误差和偶然误差方面评估传感性能;通过加速动态激励模拟实际工作条件。分析了商用 MEMS IMU 以验证所提出的程序。通过提供有关系统可靠性水平与各个组件之间关系的重要信息,已经确定了系统的主要弱点。
表 1.设备摘要。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1 表 2.引脚描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 表 3.机械特性 @ Vdd = 2.5 V,T = 25 °C,除非另有说明。。。。。。。。。。9 表 4.电气特性 @ Vdd = 2.5 V,T = 25 °C,除非另有说明。。。。。。。。。。。10 表 5.SPI 从机时序值。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 表 6.I2C 从机时序值。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 表 7.绝对最大额定值。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 表 8.串行接口引脚描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 表 9.串行接口引脚描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 表 10.SAD+读/写模式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 表 11.当主机向从机写入一个字节时传输。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 表 12.当主机向从机写入多个字节时传输:。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 表 13.当主机从从机接收(读取)一个字节的数据时传输: 。。。。。。。。。。。。。19 表 14.。主设备从从设备接收(读取)多个字节数据时的传输 。.......19 表 15。寄存器地址映射。...........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。................23 表 16.CTRL_REG1 寄存器 .......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24 表 17.CTRL_REG1 说明 .....................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。....24 表 18.功率模式和低功耗输出数据速率配置 .......................24 表 19.正常模式输出数据速率配置和低通截止频率 ........25 表 20.CTRL_REG2 寄存器 ..............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。..............25 表 21.CTRL_REG2 描述 ..........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.................25 表 22.高通滤波器模式配置 ......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...26 表 23.高通滤波器截止频率配置 ...............................26 表 24.CTRL_REG3 寄存器 .........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。......................26 表 25.CTRL_REG3 描述 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.26 表 26.INT 1 和 INT 2 引脚上的数据信号 ..................。。。。。。。。。。。。。.........27 表 27.CTRL_REG4 寄存器 ............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.................27 表 28.CTRL_REG4 描述 .......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。....................27 表 29.CTRL_REG5 寄存器 ..。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...28 表 30.CTRL_REG5 描述 .........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>.........28 表 31.睡眠唤醒配置 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>............28 表 32.参考寄存器。....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 表 33.参考说明 ....< div> 。。。。。。。。。。。。。。。 < /div>.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 表 34.STATUS_REG 寄存器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 表 35.STATUS_REG 描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 表 36.INT1_CFG 寄存器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30 表 37.INT1_CFG 描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30 表 38.中断 1 源配置 ..........< div> 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31 表 39.INT1_SRC 寄存器 ....< div> 。。。。。。。。。。。。。。。 < /div>.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>...31 表 40.INT1_SRC 描述 .。。。。。。。。 < /div>.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31 表 41.INT1_THS 寄存器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31 表 42.INT1_THS 描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32 表 43.INT1_DURATION 寄存器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32 表 44.INT2_DURATION 说明。....................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32 表 45.INT2_CFG 寄存器 .....................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.........32 表 46.INT2_CFG 描述 ............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...............32 表 47.中断模式配置。.......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。33 表 48.INT2_SRC 寄存器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。33
3.18.1 Introduction to MEMS Atomic Clocks 572 3.18.1.1 Introduction 572 3.18.1.2 Vapor Cell Atomic Clocks 573 3.18.1.3 Coherent Population Trapping 575 3.18.1.4 CPT in Small Vapor Cells 577 3.18.2 Design and Fabrication 578 3.18.2.1 Introduction 578 3.18.2.2 Physics Package 579 3.18.2.2.1简介579 3.18.2.2.2垂直腔表面发射激光580 3.18.2.2.3蒸汽单元581 3.18.2.2.4光学584 3.18.2.2.2.5加热585 3.18.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2 CSAC 588 3.18.2.3.3其他MEMS共振器588 3.18.2.4控制电子设备590 3.18.2.5包装591 3.18.3性能592 3.18.3.1简介592 3.18.3.2频率稳定592 3.18.3.2.2-2.2.2.2.2.2.3.3.1.2.5频率592 3.18.1.长期频率稳定性595 3.18.3.3功耗596 3.18.3.4尺寸597 3.18.4高级技术597 3.18.4.1简介597 3.18.4.2共振对比597 3.18.4.4.4.4 Introduction 600 3.18.5.2 End-State CSAC 600 3.18.5.3 Nanomechanically Regulated CSAC 601 3.18.5.4 CPT Maser 601 3.18.5.5 Raman Oscillator 601 3.18.5.6 Ramsey-Type CPT Interrogation 602 3.18.5.7 N-Resonances 602 3.18.5.8 Others 603 3.18.6 Other MEMS Atomic Sensors 603参考文献605
桑迪亚国家实验室的线性离子阱芯片采用金属 MEMS 工艺进行微加工。平面金属阱电极(W 表面涂有 Au)和穿过 Si 基板的孔定义了捕获区域,并允许激光以 3D 光学方式访问在孔上纵向延伸的 RF 引线之间捕获的离子。孔边缘的控制电极定义了七个捕获段。空气桥接金属引线减少了电容和 RF 耗散到基板。捕获离子图像来自上面显示的 ITC。
本文提出了两种沉积方法,用于生成具有PECVD反应器中“零”残留应力的SIN X层:高频模式下的混合频率和高功率(13.56 MHz)。传统上,混合频率模式通常用于产生低应力SIN X层,替代使用HF和LF模式。但是,由于LF模式的沉积速率较低,因此混合频率的组合沉积速率非常小,以产生同质的SIN X层。在第二种方法中,使用了高达600 W的高功率,也可能产生较低的残余应力(0-20 MPa),其沉积速率较高(250至350 nm/min)。较高的功率不仅会导致更高的气体解离速率,从而导致较高的沉积速率,而且在SIN X膜中带来了较高的n键,以及来自SIN X膜的较高体积膨胀的较高压缩应力,从而补偿了拉伸应力并产生低残余应力。此外,本文还研究了其他重要参数的影响,这些参数对残余应力和沉积速率有很大影响,例如反应剂气体流速和压力。通过使用最终优化的配方,基于低应激SIN X层成功制造了KOH和氮化硅悬臂的各向异性湿蚀刻层的掩蔽层。此外,还制造并测试了具有400nm孔的纳米孔膜。通过在纳米多孔膜顶部培养小鼠D1间充质干细胞,结果表明小鼠D1间充质干细胞能够生长良好。这表明纳米方膜可用作与活细胞接口的平台,成为生物分子分离的生物胶囊
微型机械结构的开发和制造已有数百年历史,其中最著名的是钟表制造商。制造尺寸非常小且公差更小的物体通常被称为“精密工程”。微工程是一项相对较新的技术,只有大约二十年的历史,主要利用从微电子行业借用的技术。然而,微电子通常使用二维设计和制造,而微工程需要三维精密制造。首字母缩略词 MEMS 代表微机电系统,最早于 20 世纪 80 年代在美国使用。在欧洲,短语 MST(微系统技术)也用于代替 MEMS,日本人使用术语微机械。出于本报告的目的,我们将使用首字母缩略词 MEMS。在科学和工程领域,新技术的出现通常有两个驱动因素。首先,是新技术的发现或寻找新技术的动力。其次,需要解决方案来解决特定的工程问题。可以说 MEMS 技术由这两个因素组成,因为它是一项相对较新的技术,但另一方面,它提供了一种改进的现有设备制造方法。本报告是 DTI 国家测量系统工程测量计划 2005 - 2008“先进传感器计量”资助项目的一部分。撰写本报告的主要原因是根据这些发现以及与目前生产 MEMS 传感器的英国主要工业公司的讨论,为项目后续研究和开发部分的制定提供建议。本报告分为两部分:第 2 章至第 5 章介绍当前的 MEMS 传感器技术、制造技术和常见故障模式。需要了解这方面的一些知识才能理解第 6 章及以后的内容,这些章节集中讨论了当前计量技术对 MEMS 行业和工业要求的局限性。
微型机械结构的开发和制造已有数百年历史,其中最著名的是钟表制造商。制造尺寸非常小且公差更小的物体通常被称为“精密工程”。微工程是一项相对较新的技术,只有大约二十年的历史,主要利用从微电子行业借用的技术。然而,微电子通常使用二维设计和制造,而微工程需要三维精密制造。首字母缩略词 MEMS 代表微机电系统,最早于 20 世纪 80 年代在美国使用。在欧洲,短语 MST(微系统技术)也用于代替 MEMS,日本人使用术语微机械。出于本报告的目的,我们将使用首字母缩略词 MEMS。在科学和工程领域,新技术的出现通常有两个驱动因素。首先,是新技术的发现或寻找新技术的动力。其次,需要解决方案来解决特定的工程问题。可以说 MEMS 技术由这两个因素组成,因为它是一项相对较新的技术,但另一方面,它提供了一种改进的现有设备制造方法。本报告是 DTI 国家测量系统工程测量计划 2005 - 2008“先进传感器计量”资助项目的一部分。撰写本报告的主要原因是根据这些发现以及与目前生产 MEMS 传感器的英国主要工业公司的讨论,为项目后续研究和开发部分的制定提供建议。本报告分为两部分:第 2 章至第 5 章介绍当前的 MEMS 传感器技术、制造技术和常见故障模式。需要了解这方面的一些知识才能理解第 6 章及以后的内容,这些章节集中讨论了当前计量技术对 MEMS 行业和工业要求的局限性。