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带有窄带物联网和MEMS传感器的结构性健康监测系统
摘要 - 追踪衰老，损害和最终防止严重失败的情况需要危及许多生命的严重失败。能够以连续且精细的方式监测广泛的建筑物的完整性，即具有低成本，长期和连续的测量，从经济和生活安全的角度来看，必不可少。为了满足这些需求，我们提出了一个低成本的无线传感器节点指定的，旨在在长时间的长时间内支持模态分析，并在低功耗时具有远距离连接。我们的设计使用非常具有成本效益的MEMS加速度计，并利用窄带物联网协议（NB-iot）与4G基础架构网络建立长距离连接。在任何商业或研究设备中，远程无线连接，无布置安装和多年寿命是一种独特的功能组合，而不可用。 我们详细讨论了节点的硬件体系结构和电源管理。 实验测试证明了使用17000 mAh电池或完全不中性的运行的寿命超过十年（60 mm x 120 mm）。 此外，我们验证了使用MEMS传感器的模态分析的可行性的测量精度：与基于压电传感器的高精度仪器相比，我们的传感器节点在一小部分成本和功耗下实现了0.08％的最大差异。远程无线连接，无布置安装和多年寿命是一种独特的功能组合，而不可用。我们详细讨论了节点的硬件体系结构和电源管理。实验测试证明了使用17000 mAh电池或完全不中性的运行的寿命超过十年（60 mm x 120 mm）。此外，我们验证了使用MEMS传感器的模态分析的可行性的测量精度：与基于压电传感器的高精度仪器相比，我们的传感器节点在一小部分成本和功耗下实现了0.08％的最大差异。
正在开发用于主动冷却和温度控制的 MEMS 设备
对于许多小型应用，如微电子元件、微型传感器和微系统，高容量冷却选项仍然有限。NASA 格伦研究中心目前正在开发一种微机电系统 (MEMS) 来满足这一需求。它使用热力学循环直接为热负荷表面提供冷却或加热。该设备可以严格在冷却模式下使用，也可以在几毫秒内切换冷却和加热模式，以实现精确的温度控制。制造和组装是通过半导体加工行业常用的湿法蚀刻和晶圆键合技术完成的。MEMS 冷却器的优点包括可扩展到几分之一毫米、模块化以提高容量和分级到低温、简单的接口和有限的故障模式，以及最小的诱导振动。
数字化设计是缩短 MEMS 开发周期的关键方法
20 世纪 70 年代，集成电路 (IC) 制造更像是一门“艺术”，每位设计师都必须与操作生产线的人员密切合作，以便定义适当的模式，这些模式与预想的加工顺序一起产生所需的电路行为。但早在 1980 年 [4] 随着“VLSI 系统简介”一书的问世，该领域就发生了新的范式转变。它包括电路元件的系统化、简化和标准化，这使我们能够通过一套规则将技术和制造过程分开。同时，电路的几何形状（尺寸、元件形状和定位限制）以及电路的结构和功能行为都要接受并行分析。Gajski-Kuhn Y 图（图 5）[5] 说明了这种方法。
宽带紧凑型单孔双直硅光子mems开关
摘要 - 半导体行业的技术进步的光子综合电路（图片），在单个芯片上纳入了越来越多的光子组件，以创建大型光子集成电路。我们在这里提出了一个基于单孔双插入（SPDT）架构的宽带，紧凑和低损坏的硅光子MEMS开关，其中弯曲的静电静电执行器机械地将可移动的输入波导置换，以将光学信号重新定向到两个输出波导的芯片上，从而将光学信号重新定位。光子开关已在具有自定义MEMS发行后的已建立的硅光子技术平台中制造。紧凑的足迹为65×62 µm 2，该开关的灭绝比在70 nm的光学舱面上超过23 dB，低插入损失和低于1 µs的快速响应时间，满足大型可重新可预点的光通电通行器的积分要求。[2020-0391]
可构想的介电启用结构化mems和2.5D / 3D键合系统< / div>
Materials • Substrate: 200mm Silicon • Adhesion Promoter: AP9000C • Dielectric: CYCLOTENE TM 6505 Dielectric (positive tone) Bonding Evaluation 1) Priming with AP9000C: 200mm Wafer Track • 2000rpm spin coat, 150˚C/60sec 2) Spin Coat: 200 mm Wafer Track • 1250 rpm/45 sec targeting 5.5 um after development • 90˚C/90秒3）曝光工具：掩模对准器•ABCD面膜平方柱（1-300 UM功能）•20 UM接近差距4）曝光后延迟延迟：〜15分钟5）开发：200mm Wafer Track
嵌入式微机械设备方法的表征 MEMS 与 CMOS 单片集成
最近，人们对将微机电系统 (MEMS) 与驱动、控制和信号处理电子设备进行单片集成的制造工艺产生了浓厚的兴趣。这种集成有望提高微机械设备的性能，并降低制造、封装和仪表化这些设备的成本，方法是将微机械设备与电子设备在同一制造和封装过程中结合起来。为了保持模块化并克服 CMOS 优先集成方法的一些制造挑战，我们开发了一种 MEMS 优先工艺。该工艺将微机械设备放置在浅沟槽中，对晶圆进行平面化，并将微机械设备密封在沟槽中。然后，在将设备嵌入沟槽后进行高温退火，然后再进行微电子加工。这种退火可以消除微机械多晶硅的应力，并确保与微电子加工制造相关的后续热处理不会对多晶硅结构的机械性能产生不利影响。然后，这些带有已完成的平面化微机械器件的晶圆被用作传统 CMOS 工艺的起始材料。该工艺的电路成品率已超过 98%。本文介绍了集成技术、该技术的改进以及器件特性的晶圆级参数测量。此外，本文还介绍了使用该技术构建的集成传感器件的性能。
MEMS 元件高级稳健性验证和可靠性评估 (ARRA) 手册
适用于压力传感器和麦克风。对于其他 MEMS 设备，如第 2.1 节所示，适用 B 级，因为可能需要进行设备特定的鉴定测试（例如微镜设备的辐射应力测试）。第 1.4 节解释了 AEC Q10x 和 ARRA 理念之间的区别。第 2 章总结了本文档范围内的不同类型的 MEMS 设备，以及 MEMS 设备与标准固态半导体设备之间的界限，这些界限在 [8] 中进行了讨论。第 3 章详细解释了每个 ARRA 级别的内容、实现此级别的必要步骤和可交付给客户的产品，以及关键的零缺陷方法和确定 MEMS 稳健性裕度的方法。附录包含客户与供应商之间交换任务概况的表格、MEMS 设备的标准化温度和振动任务概况以及示例最佳实践知识矩阵。
激光器如何利用光声和光电现象将信号注入 MEMS 麦克风
可以使用调幅激光在 MEMS 麦克风的输出端生成虚假但相干的声学信号。虽然这种漏洞会对信任这些麦克风的网络物理系统的安全性产生影响，但这种影响的物理解释仍然是个谜。如果不了解导致这种信号注入的物理现象，就很难设计出有效可靠的防御措施。在这项工作中，我们展示了热弹弯曲、热扩散和光电流产生机制在多大程度上被用于将信号注入 MEMS 麦克风。我们为每种机制都提供了模型，开发了一种程序来经验性地确定它们的相对贡献，并强调了对八种商用 MEMS 麦克风的影响。我们通过使用几种激光波长和一个真空室的精确设置来隔离每种机制来实现这一点。结果表明，麦克风上的注入信号取决于入射光的波长，其中长波长（例如 904 nm 红外激光）利用 ASIC 上的光电效应，而短波长（例如 450 nm 蓝色激光）利用振膜和周围空气上的光声效应。根据这一理解，我们为未来的抗激光麦克风设计提出了建议，包括改进球顶应用、减少 MEMS 结构内的材料不对称性，以及添加简单的光或温度传感器以进行注入检测。基于根本的因果关系，我们还指出了具有与 MEMS 麦克风相似特性的其他传感器中可能存在的漏洞，例如传统麦克风、超声波传感器和惯性传感器。