微机电系统技术PDF电子书下载

第1章 微机电系统概述 1

1.1 微机电系统技术的基本概念和特点 1

1.2 微机电系统的研究领域 3

1.3 微机电系统采用的材料 5

1.4 微机电系统的主要工艺技术 6

1.5 微机电系统技术的发展 7

1.6 微机电系统的应用前景 8

第2章 微机电系统的材料 10

2.1 概述 10

2.2 硅 11

2.2.1 单晶硅 11

2.2.2 晶面和晶向 12

2.2.3 多晶硅 17

2.3 陶瓷 17

2.3.2 用于致动器和传感器的陶瓷材料 18

2.3.1 作为基板材料的陶瓷材料 18

2.4 金属 19

2.4.1 磁致伸缩金属(Magnetostriktive Metal) 19

2.4.2 形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA) 19

2.5 凝胶 21

2.6 电流变体(Electro-rheological fluids,ERF) 22

第3章 集成电路制造工艺基础 24

3.1 掺杂技术 24

3.1.1 扩散法 24

3.1.2 离子注入法 26

3.2 外延 26

3.3 薄膜层技术 28

3.3.1 薄膜层的物理生长方法(Physical Vapo Doposition,PVD) 29

3.3.2 薄膜层的化学生长方法 30

3.3.3 微机械常用薄膜 32

3.4.1 光刻胶(光致抗蚀剂) 34

3.4 光刻 34

3.4.2 光刻工艺过程 36

3.4.3 光刻工艺的发展 38

3.5 制版 42

第4章 微机械加工技术基础 45

4.1 温法腐蚀 47

4.1.1 微机械腐蚀 47

4.1.2 硅各向同性腐蚀 48

4.1.3 硅的各向异性腐蚀 49

4.2 干法腐蚀 58

4.2.1 物理腐蚀技术 60

4.2.2 物理和化学腐蚀过程的组合 62

4.3 硅表面微机械加工技术 64

4.3.1 表面微机械 64

4.3.2 表面微机械加工技术的应用 67

4.4.1 LIGA工艺基本工艺步骤 70

4.4 LIGA工艺 70

4.4.2 LIGA技术的应用 72

4.5 键合技术 77

4.5.1 静电键合技术 77

4.5.2 热键合技术 79

4.5.3 键合技术的应用 79

4.6 微机械加工的新技术及发展趋势 82

4.6.1 微机械加工的新技术 82

4.6.2 微机械加工技术的发展趋势 86

4.7 其他加工技术 86

4.7.1 超精密机械加工 87

4.7.2 特种加工技术 87

第5章 微机电系统的设计技术 91

5.1 微机电系统的设计方法 91

5.2 模型平面和仿真平面 94

5.3 微机电系统功能元件的模型 97

5.4 仿真 100

5.4.1 微分方程组求解 101

5.4.2 有限元方法 102

5.5 微机电系统技术的功能元件和结构元件 103

5.5.1 机械元件 105

5.5.2 热元件 107

5.5.3 流体元件 108

5.5.4 流体元件和部件的设计 111

5.6 微机电系统的CAD 115

5.6.1 微机电系统CAD的研究状况 115

5.6.2 微机电系统CAD的特点 116

5.6.3 微机电系统CAD的设计原则 117

第6章 微机电系统的系统技术 119

6.1 系统定义 119

6.2 传感器 120

6.2.1 压阻式传感器 121

6.2.2 电容式传感器 122

6.2.3 谐振式传感器 123

6.2.4 光纤式传感器 123

6.2.5 微传感器阵列 124

6.3 致动器 128

6.3.1 静电式微致动器 128

6.3.2 电磁式微致动器 129

6.3.3 压电式微致电器 131

6.3.4 磁致伸缩式微致动器 132

6.3.5 形状记忆合金(SMA)微致动器 133

6.4 数据处理 134

6.5 微系统的接口 139

6.5.1 IE传输 141

6.5.2 S-传输 145

6.6 微机电系统的能源技术 146

6.6.1 电能技术 147

6.6.2 机械能技术 148

6.6.3 热能技术 149

6.6.4 其他能量技术 149

第7章 微机械系统检测技术 151

7.1 微结构的材料特性检测技术 151

7.2 微机械构件的检测 156

7.2.1 扫描隧道显微测量技术 157

7.2.2 微型零件三维几何尺寸测量系统 160

7.2.3 薄膜构件的膜厚测量 162

7.2.4 微量力的测量技术 165

7.2.5 多晶硅微构件拉伸破坏特性测量 166

7.3 微系统的性能检测 168

7.3.1 激励 169

7.3.2 输出量的检测 169

7.3.3 识别 171

第8章 微机电系统的应用 173

8.1 微机电系统的军事中的应用 173

8.1.1 微机电系统技术在惯性器件中的应用 174

8.1.2 微机电系统在弹药安全与控制系统中的应用 176

8.1.2 微型无人驾驶飞机 183

8.1.4 纳米卫星 186

8.1.5 微型军用机器人及其电子智能系统 188

8.1.6 微机民系统其他的军事应用 191

8.2 微机械传感器的汽车工业中的应用 194

8.2.1 压力传感器 195

8.2.2 加速度传感器 195

8.3 微机电系统在医学中的应用 199

8.4 微型泵的应用 203

8.5 微机电系统的其他应用 208

参考资料 210