本文關(guān)鍵詞：Bimorph結(jié)構(gòu)MEMS微鏡熱驅(qū)動性能分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)是融合機(jī)、光、電、磁等領(lǐng)域技術(shù)為一體,將常規(guī)集成電路工藝與微機(jī)械加工獨(dú)有特殊工藝相結(jié)合的一種前沿技術(shù)。其具有能耗低、、體積小、集成度高、靈敏度高和價(jià)格低廉等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)療、汽車工業(yè)、軍事國防、航空航天等領(lǐng)域。電熱型MEMS微鏡,是一種利用微執(zhí)行器驅(qū)動微反射鏡面運(yùn)動及偏轉(zhuǎn),以實(shí)現(xiàn)調(diào)整入射光空間分布的光調(diào)制器,廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域。但電熱型MEMS微鏡的驅(qū)動方式?jīng)Q定了熱量及溫度對其的影響,故對電熱型MEMS微鏡進(jìn)行熱分析是非常必要的。本文主要分三部分對電熱MEMS微鏡的熱分析進(jìn)行研究,即執(zhí)行器溫度分布、驅(qū)動臂串?dāng)_和襯底溫度。第一部分,針對電熱MEMS微鏡的一種Bimorph驅(qū)動器結(jié)構(gòu),以其熱阻模型為基礎(chǔ),提出解耦和求解其功率分布與溫度分布的方法;并以Bimorph平均溫度為參考指標(biāo),提出一種Bimorph結(jié)構(gòu)對流系數(shù)的估算方法。第二部分,以一種有四個(gè)驅(qū)動臂的電熱MEMS微鏡研究對象,根據(jù)Bimorph結(jié)構(gòu)中熱源位置建立不同熱串?dāng)_模型,分析其參數(shù)與驅(qū)動臂溫度的關(guān)系,并以此提出抑制熱串?dāng)_及提高加電驅(qū)動臂溫度的可行性建議。最后,分析襯底溫度。以一種襯底上嵌入了測溫電阻的電熱型MEMS微鏡為研究對象,建立TO封裝模型,并分析靜態(tài)溫度和溫度響應(yīng),為提高襯底溫度響應(yīng)速度和保持襯底恒溫提供了支撐。通過建模、理論分析推導(dǎo)、仿真和測試,對電熱MEMS微鏡進(jìn)行了較全面的熱分析,充實(shí)了電熱MEMS微鏡在熱領(lǐng)域的研究內(nèi)容,對電熱MEMS微鏡的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用具有重要價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：Bimorph結(jié)構(gòu) MEMS微鏡 熱驅(qū)動 性能分析
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH-39
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-13
• 1.1.1 MEMS簡介9-10
• 1.1.2 MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域10-11
• 1.1.3 MEMS加工技術(shù)11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 概述13
• 1.2.2 MEMS微鏡及其分類13-14
• 1.2.3 MEMS微鏡的應(yīng)用14-17
• 1.3 本文研究的主要工作17-18
• 1.4 文章結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第二章 電熱型MEMS微鏡19-25
• 2.1 電熱型MEMS微鏡驅(qū)動方式19-21
• 2.2 電熱Bimorph結(jié)構(gòu)MEMS微鏡21-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 電熱Bimorph結(jié)構(gòu)的熱分析25-34
• 3.1 概述25
• 3.2 電熱Bimorph結(jié)構(gòu)熱傳遞模型25-27
• 3.2.1 電熱Bimorph結(jié)構(gòu)的真空模型25-26
• 3.2.2 電熱Bimorph結(jié)構(gòu)的空氣模型26-27
• 3.2.3 熱傳遞模型分析27
• 3.3 電熱Bimorph的溫度分布27-31
• 3.3.1 解析法27-30
• 3.3.2 仿真迭代逼近法30
• 3.3.3 解析法與仿真迭代逼近法驗(yàn)證和對比30-31
• 3.4 空氣對流系數(shù)的推導(dǎo)31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 熱MEMS微鏡的熱串?dāng)_分析34-53
• 4.1 概述34
• 4.2 電熱MEMS微鏡的熱串?dāng)_34-35
• 4.3 電熱MEMS微鏡的熱串?dāng)_模型35-41
• 4.3.1 點(diǎn)熱源的熱串?dāng)_模型36-38
• 4.3.2 線熱源的熱串?dāng)_模型38-40
• 4.3.3 考慮空氣對流的熱串?dāng)_模型40-41
• 4.4 熱串?dāng)_模型仿真與測試結(jié)果41-52
• 4.4.1 點(diǎn)熱源模型：熱源位置與串?dāng)_41-42
• 4.4.2 點(diǎn)熱源模型（ = ）熱阻及功率與串?dāng)_42-45
• 4.4.3 點(diǎn)熱源模型（ = ）參數(shù)熱阻及功率與串?dāng)_45-48
• 4.4.4 線熱源模型48-51
• 4.4.5 模型對比分析51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 電熱MEMS微鏡的芯片襯底溫度研究53-60
• 5.1 概況53
• 5.2 MEMS微鏡襯底溫度模型53-55
• 5.2.1 MEMS微鏡襯底溫度靜態(tài)模型53-54
• 5.2.2 MEMS微鏡襯底溫度動態(tài)模型54-55
• 5.3 MEMS微鏡襯底溫度模型仿真及驗(yàn)證55-58
• 5.3.1 MEMS微鏡襯底溫度靜態(tài)模型仿真55-57
• 5.3.2 MEMS微鏡襯底溫度動態(tài)模型仿真57-58
• 5.4 MEMS微鏡襯底溫度模型分析58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 仿真與測試結(jié)果分析60-64
• 6.1 Bimorph結(jié)構(gòu)的對流系數(shù)仿真與驗(yàn)證60-61
• 6.2 熱串?dāng)_模型仿真與測試61-63
• 6.3 本章小結(jié)63-64
• 第七章 總結(jié)與展望64-66
• 7.1 論文總結(jié)64-65
• 7.2 工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文71-72
• 附錄72-73
• 致謝73-74

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  本文關(guān)鍵詞：Bimorph結(jié)構(gòu)MEMS微鏡熱驅(qū)動性能分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：321523