图书介绍
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- 王琪民，刘明侯，秦丰华编著 著
- 出版社： 合肥：中国科学技术大学出版社
- ISBN：9787312024689
- 出版时间：2010
- 标注页数：370页
- 文件大小：55MB
- 文件页数：384页
- 主题词：微电机－系统工程－高等学校－教材
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图书目录
第1章 微机电系统概述1
1.1 引言1
1.1.1 多年来的期盼1
1.1.2 发生在20世纪90年代的故事2
1.2 小机械，大机会3
1.2.1 三十年的积累3
1.2.2 第一个丰收的季节5
1.2.3 微型科技发展的动力7
1.2.4 小机械包含着大课题10
1.3 什么是微机电系统12
1.3.1 微机电系统的定义12
1.3.2 微机电系统的尺寸13
1.3.3 微型机械与微电子和普通机械的差异14
1.4 本书内容16
1.5 有关的刊物、会议和网站17
参考文献20
第2章 微机电系统的制作（上）21
2.1 引言21
2.1.1 微细机械加工的特点21
2.1.2 关于加工单位的概念22
2.1.3 常用的微细加工方法的分类22
2.2 微型机械中使用的IC工艺23
2.2.1 IC工艺的概况23
2.2.2 IC工艺的主要步骤24
2.3 硅微结构制作工艺38
2.3.1 体微机械加工技术（Bulk Micromaching）38
2.3.2 键合技术（Bonding）52
2.3.3 表面微机械加工技术（Surface Micromaching）55
2.3.4 封装61
参考文献63
第3章 微机电系统的制作（下）64
3.1 传统的超精密加工方法的概述64
3.1.1 微细磨削加工64
3.1.2 微细磨料加工65
3.1.3 微细放电加工（MEDM）66
3.1.4 金属丝放电磨削加工（WEDG）66
3.2 特种加工工艺69
3.2.1 激光束微细加工技术69
3.2.2 电子束微细加工技术70
3.2.3 聚焦离子束（FIB）微细加工技术72
3.3 LIGA工艺74
3.3.1 概述74
3.3.2 同步辐射X射线光刻74
3.3.3 LIGA工艺流程75
3.4 快速成型技术77
3.5 用隧道显微镜进行微细加工82
3.5.1 隧道效应与STM82
3.5.2 其他类型的隧道显微镜84
3.5.3 用隧道显微镜进行微细表面加工85
3.6 最近发展的微纳米工艺88
3.6.1 多光子吸收聚合技术（MAP）88
3.6.2 质子束刻写91
参考文献93
第4章 常见的微型器件（上）——几种典型的微传感器及其工作原理95
4.1 概述95
4.1.1 定义95
4.1.2 传感器工作原理及应遵循的法则和定律97
4.2 传感器分类和性能指标97
4.2.1 传感器的分类97
4.2.2 传感器性能的指标97
4.3 微型力学传感器及其工作原理99
4.3.1 微型力（力矩）传感器（Micro Force(Moments)Sensors）99
4.3.2 微型压力传感器（Micro Pressure Sensors）103
4.3.3 微型加速度计（Micro Accelerometer）106
4.3.4 微型陀螺（Micro Gyroscope）111
4.3.5 微型触觉传感器（Micro Tactile Sensors）116
4.4 微型生物医学传感器（Micro Biological Sensors）118
4.4.1 悬臂梁式生物传感器119
4.4.2 石英晶体微天平传感器（QCM or MQCM）124
4.4.3 光学生物传感器128
4.5 微型图像传感器（Micro Image Sensors）129
4.5.1 CCD图像传感器129
4.5.2 具有三维结构的固体图像传感器129
4.6 化学传感器130
4.6.1 气敏传感器130
4.6.2 电子鼻132
4.6.3 气相色谱仪134
4.7 微型传感器的特点135
参考文献137
第5章 常见的微型器件（中）——几种典型的微执行器及其工作原理138
5.1 常用微型执行器的致动机理138
5.1.1 静电致动的机理138
5.1.2 压电致动的机理140
5.1.3 热致动的机理143
5.1.4 形状记忆合金致动的机理145
5.1.5 电磁致动的机理149
5.2 几种典型的微型执行器149
5.2.1 微马达（Micro Motors）149
5.2.2 微型阀（Micro Valves）153
5.2.3 微型泵（Micropump）157
5.2.4 其他微致动机构161
5.3 微型执行器的特点和比较164
参考文献166
第6章 常见微型器件（下）——几种典型的微结构和微系统167
6.1 微结构167
6.1.1 微型铰链、微型轴承167
6.1.2 微型弹簧168
6.1.3 微型继电器、微型保险丝169
6.1.4 微探针169
6.1.5 微型人工细胞融合系统170
6.1.6 仿壁虎粘附阵列171
6.2 微型机构173
6.2.1 微型连杆传动机构173
6.2.2 微型齿轮传动机构173
6.2.3 微型链传动机构174
6.2.4 微型平行四边形机构174
6.2.5 微型梳状机构175
6.2.6 柔性机构（微型机器人的手和脚）176
6.3 微系统176
6.3.1 微型数字显示器176
6.3.2 微光纤开关系统178
6.3.3 生物芯片实验室179
6.3.4 纳卫星180
6.3.5 微型飞行器181
5.3.6 微型化学反应系统184
6.3.7 微细作业与装配系统185
6.3.8 微型机器人189
6.4 含有微器件的系统191
6.4.1 汽车安全气囊系统191
6.4.2 数码相机192
参考文献193
第7章 微检测技术195
7.1 微细材料力学特性的检测195
7.1.1 常用材料的力学参数195
7.1.2 细微材料基本力学量的检测197
7.1.3 微摩擦力的检测201
7.1.4 用于MEMS的材料实验机202
7.2 微结构应力应变的测量209
7.2.1 位移法测应力应变209
7.2.2 屈服法测应力应变209
7.2.3 偏转法测应力应变211
7.3 微执行器运动速度的检测211
7.3.1 频闪法测转速211
7.3.2 用光纤传感器测转速211
7.3.3 内藏光伏器件测转速212
7.3.4 运动参数测试仪212
7.4 微结构动态参数的识别212
7.4.1 独特的激励技术212
7.4.2 各种检测方法215
7.5 微小几何尺寸测量223
参考文献225
第8章 微机电系统相关的固体力学基础知识227
8.1 固体力学知识简介227
8.1.1 什么是固体力学227
8.1.2 固体力学的研究内容227
8.1.3 固体力学的学科分支228
8.1.4 固体力学在工程中应用228
8.1.5 固体力学的基本假设228
8.1.6 固体力学的本构方程229
8.1.7 固体力学的研究方法230
8.2 微机电系统中应用的固体力学知识231
8.2.1 梁与板的静力变形分析231
8.2.2 膜片的静载弯曲237
8.3 振动力学知识238
8.3.1 振动的力学模型238
8.3.2 微机电系统中常见的振动分析242
8.4 断裂失效与材料的断裂韧性、疲劳极限248
8.4.1 脆性断裂及断裂韧性248
8.4.2 疲劳断裂250
8.5 表面力与粘附失效251
8.5.1 微结构中表面力的影响251
8.5.2 粘附失效252
8.5.3 微摩擦及其对微结构的影响253
8.5.4 薄膜的残余应力254
8.6 封装及热失效255
8.6.1 封装及其分级255
8.6.2 封装失效256
参考文献257
第9章 微机电系统的设计和建模258
9.1 微机电系统的设计258
9.1.1 按设计的目的分类258
9.1.2 设计时需要考虑的几个因素259
9.2 关于建模259
9.2.1 建模的概念259
9.2.2 微机电系统建模的级别260
9.2.3 微型机械分级别建模举例263
9.3 微结构建模时应考虑的因素274
9.3.1 非线性274
9.3.2 复合结构275
9.2.3 残余应力275
9.3.4 尺度效应276
9.3.5 耦合效应282
9.4 微机电系统设计实例282
9.5 微机电系统数值分析方法293
9.5.1 有限元方法简介293
9.5.2 常用MEMS的设计软件295
参考文献296
第10章 微尺度流体力学的相关基础知识298
10.1 引言298
10.2 宏观流体力学基础回顾299
10.3 微尺度流动的基本特征300
10.4 微尺度液体流动305
10.4.1 低渗多孔介质中的微流动305
10.4.2 动电效应与电渗泵307
10.5 微尺度气体流动309
10.5.1 滑移边界条件309
10.5.2 剪切流动313
10.5.3 压力驱动微管道流动316
10.5.4 直接模拟Monte Carlo方法327
参考文献329
第11章 微尺度传热基础知识331
11.1 引言331
11.2 传热学基本概念332
11.2.1 热传导332
11.2.2 热对流338
11.2.3 热辐射339
11.3 微米介质中的热传导341
11.3.1 传热学尺度效应341
11.3.2 Fourier定律适用性及各向异性传热342
11.3.3 热传导边界散射效应345
11.3.4 薄膜的Casimir极限345
11.3.5 热导率的尺度效应346
11.3.6 薄膜比热容的尺度效应348
11.3.7 接触热阻（薄膜—基底）348
11.4 微尺度对流换热349
11.4.1 连续性假设349
11.4.2 尺寸效应351
11.4.3 非连续性机理352
11.5 微尺度辐射换热360
11.5.1 概述360
11.5.2 辐射类型361
11.5.3 空间微尺度辐射区域划分362
11.5.4 时间微尺度下的辐射现象363
11.5.5 结构微尺度下的辐射现象364
11.5.6 薄膜辐射性质的厚度依赖特性364
11.6 微尺度技术强化传热365
11.6.1 现代电子器件冷却方法365
11.6.2 微尺度通道366
11.6.3 微热管367
参考文献369