MEMS万向惯性开关制作工艺研究

发布时间：2017-05-14 13:14

  本文关键词：MEMS万向惯性开关制作工艺研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着微机电系统(MEMS)技术的不断发展,微传感器、微执行器已经被应用于一些工业领域。MEMS惯性开关作为振动传感器和微加速度计,在玩具、配件、军事武器和工业领域有着很大的应用潜力。因此,其加工制作方法越来越受到人们的关注。本文在研究基于UV-LIGA技术的MEMS惯性开关制作工艺技术的基础上,制作了具有6层结构的MEMS万向惯性开关。本文的研究成果对MEMS惯性开关制作的研究和发展具有借鉴意义。首先,基于现有的MEMS'惯性开关制作工艺,本文确定了结合UV-LIGA技术制作MEMS万向惯性开关的方法。并通过对微电铸工艺、牺牲层技术、牺牲层材料的选择、叠层光刻胶工艺等基础工艺的研究,确定了牺牲层材料,提出了改善叠层光刻胶工艺中电铸的不均匀性和胶模厚度的不均匀性的方法。然后,本文结合UV-LIGA技术使用SU-8胶作为牺牲层材料,利用叠层光刻胶技术完成了MEMS万向惯性开关的制作。制作过程分为基底的预处理、背面标记点的刻蚀和正面多层结构的制作三部分。同时,通过对制作过程中的工艺问题分析,解决了铸层之间结合力差、多层结构对准精度和效率低、铸层应力大、高深宽比胶模制作困难、SU-8胶去胶困难等问题。通过对解决制作中的工艺问题,提高了MEMS万向惯性开关的成品率。最后,本文完成了MEMS万向惯性开关的封装,并进行了相关测试。通过结构参数测试,给出了支撑弹簧线宽、止挡柱与质量块间隙、径向电极和质量块距离三种关键结构尺寸的制作误差。然后利用冲击实验平台完成了动态冲击实验,实验结果表明在与X轴夹角45。方向和Z轴方向分别施加半正弦加速度信号时,MEMS万向惯性开关的闭合时间延长,可以获得更稳定的导通信号。实验结果表明柔性结构有助于延长开关的闭合时间。
【关键词】：MEMS万向惯性开关 UV-LIGA技术 结合力差 高深宽比
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH-39
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 MEMS惯性开关综述9-11
• 1.1.1 MEMS惯性开关的工作原理9-10
• 1.1.2 MEMS惯性开关的分类10-11
• 1.2 MEMS惯性开关制作方法的国内外研究现状11-16
• 1.3 本文的研究内容16-17
• 2. MEMS金属惯性开关制作的基础工艺技术17-32
• 2.1 LIGA技术17-20
• 2.2 UV-LIGA技术20-24
• 2.3 微电铸工艺24-27
• 2.4 牺牲层技术27-28
• 2.5 牺牲层材料的选择28-29
• 2.6 叠层光刻胶工艺29-30
• 2.7 本章小结30-32
• 3 MEMS万向惯性开关的制作32-47
• 3.1 制作流程32-39
• 3.2 工艺问题分析39-46
• 3.2.1 层间结合力问题39-40
• 3.2.2 多层之间对板问题40-41
• 3.2.3 铸层内应力问题41-42
• 3.2.4 高深宽比胶模制作42-44
• 3.2.5 去胶问题44-45
• 3.2.6 尺寸补偿问题45-46
• 3.3 本章小结46-47
• 4 MEMS万向惯性开关的封装及测试47-54
• 4.1 MEMS万向惯性开关的封装47-48
• 4.2 MEMS万向惯性开关的测试48-54
• 4.2.1 结构参数测试49-50
• 4.2.2 动态参数测试50-54
• 总结54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吝海锋;何洪涛;卞玉民;杨拥军;;一种新型无源MEMS万向碰撞开关[J];微纳电子技术;2009年06期

2 满红娜;;电镀层内应力的产生和消除方法[J];电镀与环保;2009年03期

  本文关键词：MEMS万向惯性开关制作工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：365270