微机电系统及工程应用

第1章概论/001
1.1微机电系统的定义/1
1.2微机电系统的发展现状/3
第2章微尺度效应/6
2.1概述/6
2.2微执行器的尺度效应/7
2.2.1静电执行器的尺度效应/7
2.2.2电磁执行器的尺度效应/8
2.2.3SMA执行器的尺度效应/9
2.3微流体的尺度效应/9
2.4微尺度热学/11
2.4.1热传导的尺度效应 /12
2.4.2热交换的尺度效应/13
2.4.3热辐射的尺度效应/13
2.5微摩擦基础/13
2.6尺度效应的一个实例/14
第3章微机电系统材料/16
3.1概述/16
3.2硅材料/16
3.3压电材料/18
3.4形状记忆合金/19
3.5超磁致伸缩材料/20
3.6聚合物/21
3.7电流变体/22
第4章微机械制造技术/23
4.1概述/234.2微机电系统中的传统超精密与特种加工技术/23
4.2.1超精密机械加工/23
4.2.2微细电火花加工/24
4.2.3高能束微机械加工技术/25
4.3微机电系统常用的集成电路工艺/26
4.3.1薄膜成形/26
4.3.2掺杂技术/28
4.3.3光刻技术/29
4.4硅微机械加工技术/32
4.4.1体微加工技术/32
4.4.2表面微加工/36
4.4.3键合技术 /37
4.5LIGA工艺/40
4.6微封装/42
4.6.1晶片级封装/43
4.6.2单芯片封装/43
4.6.3多芯片与微系统封装/45
4.6.4表面微加工法封装/45
4.6.5三维堆装/46
第5章微检测技术/47
5.1概述/47
5.2微结构的材料特性检测技术/47
5.2.1弹性模量的测定/47
5.2.2微结构材料应力的检测/49
5.2.3微结构材料热物性参数的检测/54
5.3微机电系统构件的几何量检测/56
5.3.1光学法测量几何尺寸/57
5.3.2扫描隧道显微测量技术/60
5.3.3薄膜构件的膜厚测量/61
5.4微系统的性能检测/62
5.4.1结构动态参数的识别/62
5.4.2微执行器运动的检测/64
5.4.3动态微结构的视觉检测法/64
第6章微构件/68
6.1概述/68
6.2结构梁/68
6.3薄膜/71
6.4铰链/756.5隧道探针/77
6.6压阻换能器件/78
6.7静电微构件/80
6.8可动质量块/83
第7章微执行器/84
7.1概述/84
7.2静电执行器/85
7.3压电执行器/89
7.4电磁执行器/92
7.5热执行器/94
7.6微流体执行器/96
第8章微传感器/99
8.1概述/99
8.2微型物理传感器 /100
8.2.1微型力学量传感器/100
8.2.2微型光学量传感器/109
8.2.3微型热学量传感器/110
8.2.4微型声学量传感器/111
8.3微型化学量传感器/112
8.3.1微型气体传感器/112
8.3.2微型离子敏传感器/114
8.4微型生物传感器/115
8.4.1生物传感器的分类/115
8.4.2悬臂梁式生物传感器/118
第9章微构件及微器件制造工艺/121
9.1悬臂梁的制造工艺/121
9.2悬空结构的制造工艺/123
9.3薄膜的制造工艺/124
9.4微器件制造工艺示例/126
第10章微系统及应用/132
10.1概述/132
10.2在汽车工业中的应用/132
10.2.1压力传感器/13210.2.2硅加速度传感器/132
10.3微机器人/133
10.4微型飞行器/135
10.5在航空航天中的应用/136
10.6在医学中的应用/138
10.6.1植入式人造器官/138
10.6.2体内显微手术/138
10.6.3微喷雾给药/139
10.7在军事武器中的应用/140
10.8在生物科学中的应用/142
10.8.1DNA PCR扩增芯片/142
10.8.2DNA毛细管电泳芯片/143
10.8.3微型DNA流体控制芯片/144
10.8.4集成DNA微系统芯片/144
10.9在信息技术中的应用 /144
10.9.1微光机电器件/145
10.9.2无线电微机电系统/147
第11章微机电系统设计技术/150
11.1概述/150
11.2微机电系统设计的概念、任务及类型/154
11.2.1微机电系统设计概念及本质/154
11.2.2设计类型/155
11.2.3微机电系统设计内容/155
11.2.4VLSI、宏机械以及微机电系统设计/156
11.2.5设计原则/157
11.3微机电系统设计过程/157
11.4微机电系统现代设计方法简介——健壮性设计/160
11.4.1健壮性设计理论/160
11.4.2优化算法/162
11.4.3实例——两自由度微谐振器/164
11.5微机电系统设计方法学与发展方向/166
第12章微机电系统计算机辅助技术/168
12.1概述/168
12.2MEMS CAD设计原则/169
12.3MEMS CAD结构体系/170
12.4MEMS建模与仿真/171
12.4.1加工过程模拟/172
12.4.2器件特性仿真/17312.4.3器件行为模型与系统仿真/174
12.5宏模型/174
12.5.1微机械宏模型技术现状及类型/175
12.5.2宏模型设计的基本原则和常用方法/176
12.6建模语言VHDL-AMS简介/177
12.6.1VHDL-AMS语言的起源：VHDL语言/177
12.6.2VHDL-AMS语言基本特点/177
12.6.3VHDL-AMS语言的语法/178
12.6.4微机械系统VHDLAMS描述举例/181
12.7常用软件介绍/182
12.7.1SUGAR /182
12.7.2AnsysMems /186
12.7.3MEMS Pro /189
参考文献/192