计量学报

作者：刘健一, 黄明忠, 陆柏川, 刘亚蕾, 贾朔, 屈继峰

关键词：弱磁加热,低功耗设计,微机电系统,集成加热,量子计量器件

基金：科技部重点研发计划(2022YFF0608304)

基于微机电系统（MEMS）技术设计并制造了一种集成加热和控温的低功耗型弱磁加热结构，通过力学和热学分析探究其在芯片级集成化加热和温控领域的应用潜力。该结构采用聚酰亚胺为基底构建悬挂式结构，力学分析表明其具备机械稳定性优势，通过理论计算、有限元仿真和抗拉实验验证，该结构最大能承受0.68 N的压力荷载，并安全承载体积为5 mm×5 mm×2 mm的硅基芯片。热学分析显示该结构在加热过程中温度分布及功耗情况，仿真结果表明，与无悬挂式结构相比，该结构能够实现24.5%的功耗降低；真空环境下实验测得，使用该加热结构将芯片维持在80 ℃时所需的加热功率仅为13.3 mW，同时加热过程中产生的磁场强度为6.125 nT。

来源：2025年第8期

《计量学报》期刊编辑部

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