MEASURING ADHESION ENERGY BETWEEN MEMS STRUCTURES USING AN ADHERED CANTILEVER

Issue number 2 from 20.03.2025

Спонтанное залипание элементов МЭМС в процессе изготовления или эксплуатации представляет серьезную проблему. Капиллярные или электростатические силы, приводящие к залипанию, можно исключить, однако дисперсионные силы вследствие их фундаментальной природы присутствуют всегда и должны быть детально исследованы. В настоящей работе эти силы исследуются экспериментально для систем Si-Au и Si-Ru с помощью тестовой структуры - залипшего кантилевера. Длинные (12 мм) и тонкие (10 мкм) кантилеверы позволяют провести измерения с высокой точностью. В работе детально обсуждается процедура изготовления кантилеверов и измерительного чипа. Информация об энергии адгезии извлекается из формы кантилевера, которая измеряется сканирующим интерферометром. Тщательно исследована шероховатость контактирующих поверхностей и получено равновесное среднее расстояние между поверхностями при контакте. Работа представляет интерес не только для МЭМС, но также позволяет получить фундаментальные знания о дисперсионных силах на малых расстояниях, недоступных для других методов измерений.

12 0

Fast Electrochemical Micropump for Portable Drug Delivery Module

Issue number 3 from 16.09.2025

Микрофлюидные устройства способны осуществлять прецизионную доставку лекарств в организм человека. Для этой цели они должны оснащаться компактным насосом, обеспечивающим высокий расход жидкости и точную дозировку. В настоящей работе представлен микронасос на основе быстрого электрохимического актюатора, отвечающий этим требованиям. Он содержит три актюатора, работающих в перистальтическом режиме. Устройство изготавливается на основе стеклянных и кремниевых пластин с использованием стандартных процессов микротехнологии. Рабочая часть насоса имеет размер около 3 мм³, что на порядок меньше по сравнению с мембранными насосами других типов. Малый размер актюаторов обеспечивает сверхвысокую точность дозировки жидкости, составляющую 0.14 нл. В то же время, высокая частота работы актюаторов позволяет развивать удельную скорость перекачки, сравнимую с насосами других типов.

15 0

MEMS SWITCH BASED ON CANTILEVER WITH INCREASED CONTACT FORCE

Issue number 6 from 16.09.2025

МЭМС-переключатели представляют значительный интерес для перспективных радиоэлектронных систем, но до сих пор не нашли широкого применения вследствие невысокой надежности микроконтактов. Переключатель развивает малое контактное усилие, что приводит к высокому и нестабильному контактному сопротивлению. Усилие обычно увеличивается за счет использования электродов сложной формы и большой площади, однако простая и компактная конфигурация более предпочтительна. В настоящей работе представлен ключ на основе кантилевера длиной 50 мкм. Впервые описана методика подбора вертикальных размеров изделия, увеличивающая силу прижима до значений свыше 100 мкН, необходимых для надежной работы контактов. Изготовлены и испытаны тестовые образцы, выполнено сравнение рабочих характеристик с результатами расчетов.

12 0

Performance calculation for a MEMS switch with «floating» electrode

Issue number 6 from 16.09.2025

Переключатели, изготовленные по технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС), рассматриваются в качестве перспективной элементной базы радиоэлектроники. Основной характеристикой МЭМС-переключателя является отношение емкостей в замкнутом и разомкнутом состоянии. В изделиях стандартной конфигурации оно составляет несколько единиц, но может быть существенно увеличено за счет оригинальных конструкторских решений. Работа посвящена переключателю, представляющему собой комбинацию устройств емкостного и резистивного типа. Рассматриваются его рабочие характеристики в зависимости от свойств подложки и контактного сопротивления. Ключ обеспечивает отношение емкостей 27.7 и 46.1 при использовании подложек из сапфира и боросиликатного стекла, в то время как высокоомный кремний не позволяет достичь значений выше 7.4 вследствие большой паразитной емкости. Изоляция и вносимые потери составляют 14.7–19.4 и 0.8–1.1 дБ в диапазоне частот 4–10 ГГц на сапфировой подложке. Приемлемые S-параметры достигаются при сопротивлении контакта балки с электродом не более 1 Ом.

12 0