微系統(tǒng)設(shè)計與制造（第二版）

第1章 微系統(tǒng)概述 1.1 微系統(tǒng)的概念 1.2 微系統(tǒng)的特點 1.2.1 MEMS的典型特點 1.2.2 尺寸效應(yīng) 1.3 MEMS的實現(xiàn) 1.3.1 MEMS設(shè)計 1.3.2 建模、模擬與數(shù)值計算 1.3.3 MEMS制造 1.4 微系統(tǒng)的歷史、發(fā)展與產(chǎn)業(yè)狀況 1.4.1 歷史 1.4.2 產(chǎn)業(yè)狀況 1.4.3 發(fā)展趨勢 參考文獻 本章習(xí)題 第2章 力學(xué)基礎(chǔ) 2.1 材料的基本常數(shù) 2.1.1 硅的彈性模量 2.1.2 熱學(xué)參數(shù) 2.2 彈性梁 2.2.1 梁的基本方程 2.2.2 懸臂梁 2.2.3 雙端支承梁 2.2.4 折線彈性支承梁 2.3 薄板結(jié)構(gòu) 2.3.1 矩形薄板 2.3.2 圓形薄板 2.3.3 動力學(xué)——瑞利法 2.4 流體力學(xué) 2.4.1 流體力學(xué)基本概念 2.4.2 流體阻尼 參考文獻 本章習(xí)題 第3章 微系統(tǒng)制造技術(shù) 3.：1MEMS常用材料及光刻技術(shù) 3.1.1 MEMS常用材料 3.1.2 MEMS光刻 3.2 體微加工技術(shù) 3.2.1 濕法刻蝕 3.2.2 干法深刻蝕 3.3 表面微加工技術(shù) 3.3.1 表面微加工 3.3.2 薄膜的殘余應(yīng)力 3.3.3 表面微加工的應(yīng)用和發(fā)展 3.4 鍵合 3.4.1 鍵合原理 3.4.2 鍵合對準方法 3.4.3 直接鍵合 3.4.4 陽極鍵合 3.4.5 金屬中間層鍵合 3.4.6 每分子鍵合 3.5 高深寬比結(jié)構(gòu)與工藝集成 3.5.1 高深寬比結(jié)構(gòu)的制造方法 3.5.2 工藝集成 3.5.3 MEMS代工制造 3.6 MEMS與CMOS的集成技術(shù) 3.6.1 單片集成技術(shù) 3.6.2 三維集成技術(shù) 3.7 MEMS封裝技術(shù) 3.7.1 MEMS封裝 3.7.2 三維圓片級真空封裝 參考文獻 本章習(xí)題 第4章 微型傳感器 4.1 微型傳感器的敏感機理 4.1.1 壓阻式傳感器 4.1.2 電容式傳感器 4.1.3 壓電式傳感器 4.1.4 諧振式傳感器 4.1.5 隧穿效應(yīng) 4.2 壓力傳感器 4.2.1 壓力傳感器的建模 4.2.2 壓阻式壓力傳感器 4.2.3 電容式壓力傳感器 4.2.4 諧振式壓力傳感器 4.3 麥克風(fēng) 4.3.1 麥克風(fēng)的建模 4.3.2 電容式麥克風(fēng) 4.3.3 集成麥克風(fēng) 4.4 加速度傳感器 4.4.1 加速度傳感器的模型 4.4.2 加速度傳感器的結(jié)構(gòu)與測量原理 4.4.3 三軸加速度傳感器 4.4.4 加速度傳感器的制造 4.5 微機械陀螺 4.5.1 諧振式陀螺的原理 4.5.2 微機械陀螺的結(jié)構(gòu)與工作模式 4.5.3 陀螺的微加工技術(shù) 4.6 微型懸臂梁傳感器 4.6.1 微型懸臂梁傳感器的敏感機理 4.6.2 壓阻式微型懸臂梁傳感器的模型 4.6.3 微型懸臂梁傳感器的制造方法 4.6.4 微型懸臂梁傳感器的應(yīng)用 4.7 傳感器噪聲 4.7.1 噪聲的來源 4.7.2 電學(xué)噪聲 4.7.3 熱力學(xué)噪聲 4.7.4 MEMS傳感器噪聲 參考文獻 本章習(xí)題 第5章 微型執(zhí)行器 5.1 靜電執(zhí)行器 5.1.1 平板電容執(zhí)行器 5.1.2 梳狀叉指電極執(zhí)行器 5.1.3 靜電馬達 5.1.4 直線步進執(zhí)行器 5.2 壓電執(zhí)行器 5.2.1 線性壓電執(zhí)行器 5.2.2 彎曲壓電執(zhí)行器 5.3 磁執(zhí)行器 5.3.1 微型磁執(zhí)行器的力和能量 5.3.2 線性執(zhí)行器 5.3.3 扭轉(zhuǎn)執(zhí)行器 5.4 電熱執(zhí)行器 5.4.1 一維熱傳導(dǎo)模型 5.4.2 V形執(zhí)行器 5.4.3 雙膜片執(zhí)行器 5.4.4 冷熱臂執(zhí)行器 5.4.5 熱氣驅(qū)動 5.5 微泵 5.5.1 往復(fù)位移微泵 5.5.2 蠕動微泵 5.5.3 其他微泵 參考文獻 本章習(xí)題 第6章 射頻MEMS 6.1 RFMEMS概述 6.1.1 RF、MEMS器件 6.1.2 基于RFMEMS的收發(fā)器前端結(jié)構(gòu) 6.2 MEMS開關(guān) 6.2.1 開關(guān)的類型 6.2.2 MEMS開關(guān)的靜態(tài)特性 6.2.3 開關(guān)的動態(tài)特性 6.2.4 開關(guān)的電磁特性 6.2.5 MEMS開關(guān)的制造 6.3 微機械諧振器 6.3.1 振動模式及靜電換能器 6.3.2 彎曲振動模式諧振器 6.3.3 體振動模式 6.3.4 厚度剪切振動模式 6.3.5 MEMS諧振器的制造 6.4 基于諧振器的信號處理器 6.4.1 低損耗窄帶HF雨ElMI濾波器 6.4.2 混頻濾波器 6.4.3 本機振蕩器 6.5 可調(diào)電容、電感與壓控振蕩器 6.5.1 可調(diào)電容 6.5.2 電感 6.5.3 壓控振蕩器 參考文獻 本章習(xí)題 第7章 光學(xué)MEMS 7.1 MEMS微鏡 7.1.1 MEMS材料與結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì) 7.1.2 MEMS微鏡的設(shè)計 7.1.3 微鏡的制造 7.1.4 微鏡的驅(qū)動與控制 7.2 光通信器件 7.2.1 M。EMS光開關(guān) 7.2.2 可變光學(xué)衰減器 7.3 顯示器件 7.3.1 反射微鏡DMD 7.3.2 光柵光閥GLv 7.3.3 其他MEMS顯示器件 7.4 其他光學(xué)MEMS器件 7.4.1 自適應(yīng)光學(xué)可變形微鏡 7.4.2 光學(xué)平臺掃描微鏡 7.4.3 菲涅耳微透鏡 7.4.4 可調(diào)激光器 參考文獻 第8章 生物醫(yī)學(xué)MEMS 8.1 藥物釋放 8.1.1 生物膠囊和微粒 8.1.2 微針 8.1.3 可植入主動藥物釋放 8.2 生物醫(yī)學(xué)傳感器 8.2.1 醫(yī)學(xué)平臺傳感器 8.2.2 個人及可穿戴傳感器 8.2.3 可植入傳感器 8.3 執(zhí)行器 8.4 神經(jīng)微電極與探針 8.4.1 高密度神經(jīng)探針陣列 8.4.2 無線接口可植入神經(jīng)探針 8.5 組織工程 8.5.1 支架制備 8.5.2 細胞培養(yǎng) 8.5.3 細胞圖形化和培養(yǎng) 8.6 細胞與分子操作 參考文獻 第9章 微流體與芯片實驗室 9.1 概述 9.1.1 LOC的發(fā)展歷史 9.1.2 LOC的特點 9.1.3 微流體的特性 9.2 軟光刻技術(shù) 9.2.1 軟光刻與高分子聚合物 9.2.2 軟光刻母版和彈性印章 9.2.3 軟光刻圖形復(fù)制 9.2.4 軟光刻制造微流體管道 9.3 微流體的驅(qū)動與輸運 9.3.1 機械驅(qū)動 9.3.2 電動力驅(qū)動 9.4 LOC與微流體的基本操作 9.4.1 試樣預(yù)處理 9.4.2 混合 9.4.3 分離 9.4.4 DNA放大——PCR 9.4.5 集成試樣處理系統(tǒng) 9.5 檢測技術(shù) 9.5.1 光學(xué)檢測 9.5.2 電化學(xué)檢測 9.5.3 質(zhì)譜檢測 9.6 LOC的應(yīng)用 9.6.1 細胞生物學(xué)及干細胞工程 9.6.2 微流體DNA芯片 9.6.3 蛋白質(zhì)分析 參考文獻