微機電系統(tǒng)及工程應用

第1章概論/001
1.1微機電系統(tǒng)的定義/1
1.2微機電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀/3
第2章微尺度效應/6
2.1概述/6
2.2微執(zhí)行器的尺度效應/7
2.2.1靜電執(zhí)行器的尺度效應/7
2.2.2電磁執(zhí)行器的尺度效應/8
2.2.3SMA執(zhí)行器的尺度效應/9
2.3微流體的尺度效應/9
2.4微尺度熱學/11
2.4.1熱傳導的尺度效應 /12
2.4.2熱交換的尺度效應/13
2.4.3熱輻射的尺度效應/13
2.5微摩擦基礎(chǔ)/13
2.6尺度效應的一個實例/14
第3章微機電系統(tǒng)材料/16
3.1概述/16
3.2硅材料/16
3.3壓電材料/18
3.4形狀記憶合金/19
3.5超磁致伸縮材料/20
3.6聚合物/21
3.7電流變體/22
第4章微機械制造技術(shù)/23
4.1概述/234.2微機電系統(tǒng)中的傳統(tǒng)超精密與特種加工技術(shù)/23
4.2.1超精密機械加工/23
4.2.2微細電火花加工/24
4.2.3高能束微機械加工技術(shù)/25
4.3微機電系統(tǒng)常用的集成電路工藝/26
4.3.1薄膜成形/26
4.3.2摻雜技術(shù)/28
4.3.3光刻技術(shù)/29
4.4硅微機械加工技術(shù)/32
4.4.1體微加工技術(shù)/32
4.4.2表面微加工/36
4.4.3鍵合技術(shù) /37
4.5LIGA工藝/40
4.6微封裝/42
4.6.1晶片級封裝/43
4.6.2單芯片封裝/43
4.6.3多芯片與微系統(tǒng)封裝/45
4.6.4表面微加工法封裝/45
4.6.5三維堆裝/46
第5章微檢測技術(shù)/47
5.1概述/47
5.2微結(jié)構(gòu)的材料特性檢測技術(shù)/47
5.2.1彈性模量的測定/47
5.2.2微結(jié)構(gòu)材料應力的檢測/49
5.2.3微結(jié)構(gòu)材料熱物性參數(shù)的檢測/54
5.3微機電系統(tǒng)構(gòu)件的幾何量檢測/56
5.3.1光學法測量幾何尺寸/57
5.3.2掃描隧道顯微測量技術(shù)/60
5.3.3薄膜構(gòu)件的膜厚測量/61
5.4微系統(tǒng)的性能檢測/62
5.4.1結(jié)構(gòu)動態(tài)參數(shù)的識別/62
5.4.2微執(zhí)行器運動的檢測/64
5.4.3動態(tài)微結(jié)構(gòu)的視覺檢測法/64
第6章微構(gòu)件/68
6.1概述/68
6.2結(jié)構(gòu)梁/68
6.3薄膜/71
6.4鉸鏈/756.5隧道探針/77
6.6壓阻換能器件/78
6.7靜電微構(gòu)件/80
6.8可動質(zhì)量塊/83
第7章微執(zhí)行器/84
7.1概述/84
7.2靜電執(zhí)行器/85
7.3壓電執(zhí)行器/89
7.4電磁執(zhí)行器/92
7.5熱執(zhí)行器/94
7.6微流體執(zhí)行器/96
第8章微傳感器/99
8.1概述/99
8.2微型物理傳感器 /100
8.2.1微型力學量傳感器/100
8.2.2微型光學量傳感器/109
8.2.3微型熱學量傳感器/110
8.2.4微型聲學量傳感器/111
8.3微型化學量傳感器/112
8.3.1微型氣體傳感器/112
8.3.2微型離子敏傳感器/114
8.4微型生物傳感器/115
8.4.1生物傳感器的分類/115
8.4.2懸臂梁式生物傳感器/118
第9章微構(gòu)件及微器件制造工藝/121
9.1懸臂梁的制造工藝/121
9.2懸空結(jié)構(gòu)的制造工藝/123
9.3薄膜的制造工藝/124
9.4微器件制造工藝示例/126
第10章微系統(tǒng)及應用/132
10.1概述/132
10.2在汽車工業(yè)中的應用/132
10.2.1壓力傳感器/13210.2.2硅加速度傳感器/132
10.3微機器人/133
10.4微型飛行器/135
10.5在航空航天中的應用/136
10.6在醫(yī)學中的應用/138
10.6.1植入式人造器官/138
10.6.2體內(nèi)顯微手術(shù)/138
10.6.3微噴霧給藥/139
10.7在軍事武器中的應用/140
10.8在生物科學中的應用/142
10.8.1DNA PCR擴增芯片/142
10.8.2DNA毛細管電泳芯片/143
10.8.3微型DNA流體控制芯片/144
10.8.4集成DNA微系統(tǒng)芯片/144
10.9在信息技術(shù)中的應用 /144
10.9.1微光機電器件/145
10.9.2無線電微機電系統(tǒng)/147
第11章微機電系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)/150
11.1概述/150
11.2微機電系統(tǒng)設(shè)計的概念、任務(wù)及類型/154
11.2.1微機電系統(tǒng)設(shè)計概念及本質(zhì)/154
11.2.2設(shè)計類型/155
11.2.3微機電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容/155
11.2.4VLSI、宏機械以及微機電系統(tǒng)設(shè)計/156
11.2.5設(shè)計原則/157
11.3微機電系統(tǒng)設(shè)計過程/157
11.4微機電系統(tǒng)現(xiàn)代設(shè)計方法簡介——健壯性設(shè)計/160
11.4.1健壯性設(shè)計理論/160
11.4.2優(yōu)化算法/162
11.4.3實例——兩自由度微諧振器/164
11.5微機電系統(tǒng)設(shè)計方法學與發(fā)展方向/166
第12章微機電系統(tǒng)計算機輔助技術(shù)/168
12.1概述/168
12.2MEMS CAD設(shè)計原則/169
12.3MEMS CAD結(jié)構(gòu)體系/170
12.4MEMS建模與仿真/171
12.4.1加工過程模擬/172
12.4.2器件特性仿真/17312.4.3器件行為模型與系統(tǒng)仿真/174
12.5宏模型/174
12.5.1微機械宏模型技術(shù)現(xiàn)狀及類型/175
12.5.2宏模型設(shè)計的基本原則和常用方法/176
12.6建模語言VHDL-AMS簡介/177
12.6.1VHDL-AMS語言的起源：VHDL語言/177
12.6.2VHDL-AMS語言基本特點/177
12.6.3VHDL-AMS語言的語法/178
12.6.4微機械系統(tǒng)VHDLAMS描述舉例/181
12.7常用軟件介紹/182
12.7.1SUGAR /182
12.7.2AnsysMems /186
12.7.3MEMS Pro /189
參考文獻/192