微系統設計與製造（第二版）

《微系統設計與製造（第二版）》是2015年10月清華大學出版社出版的圖書，作者是王喆垚。

基本介紹

• 中文名：微系統設計與製造（第二版）
• 作者：王喆垚
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2015年10月01日
• 定價：98 元
• ISBN：9787302391678

內容簡介

本書結合微系統(MEMS)技術的基礎理論、典型器件和發展趨勢，介紹微系統的力學、電學和物理學基本理論，針對典型器件的分析設計方法和製造技術，以及多個前沿套用領域，力爭成為具有一定深度和廣度的MEMS領域的教材和實用參考書。主要內容包括： 微系統基本理論、製造技術、微型感測器、微型執行器、RF MEMS、光學MEMS、BioMEMS，以及微流體和晶片實驗室。本書強調設計與製造相結合、基礎與前沿相結合，在基礎理論和製造技術的基礎上，深入介紹多種典型和量產MEMS器件的設計和製造方法，以及重點和前沿套用研究領域的發展。本書可供高等院校電子、微電子、微機電系統、測控技術與儀器、精密儀器、機械工程、控制工程等專業的高年級本科生、研究生和教師使用，也可供相關領域的工程技術人員參考。

目錄

第1章微系統概述

1.1微系統的概念

1.2微系統的特點

1.2.1MEMS的典型特點

1.2.2尺寸效應

1.3MEMS的實現

1.3.1MEMS設計

1.3.2建模、模擬與數值計算

1.3.3MEMS製造

1.4微系統的歷史、發展與產業狀況

1.4.1歷史

1.4.2產業狀況

1.4.3發展趨勢

參考文獻

本章習題

第2章力學基礎

2.1材料的基本常數

2.1.1矽的彈性模量

2.1.2熱學參數

2.2彈性梁

2.2.1梁的基本方程

2.2.2懸臂樑

2.2.3雙端支承梁

2.2.4折線彈性支承梁

2.3薄板結構

2.3.1矩形薄板

2.3.2圓形薄板

2.3.3動力學——瑞利法

2.4流體力學

2.4.1流體力學基本概念

2.4.2流體阻尼

參考文獻

本章習題

第3章微系統製造技術

3.1MEMS常用材料及光刻技術

3.1.1MEMS常用材料

3.1.2MEMS光刻

3.2體微加工技術

3.2.1濕法刻蝕

3.2.2乾法深刻蝕

3.3表面微加工技術

3.3.1表面微加工

3.3.2薄膜的殘餘應力

3.3.3表面微加工的套用和發展

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高分子鍵合

3.5高深寬比結構與工藝集成

3.5.1高深寬比結構的製造方法

3.5.2工藝集成

3.5.3MEMS代工製造

3.6MEMS與CMOS的集成技術

3.6.1單片集成技術

3.6.2三維集成技術

3.7MEMS封裝技術

3.7.1MEMS封裝

3.7.2三維圓片級真空封裝

參考文獻

本章習題

第4章微型感測器

4.1微型感測器的敏感機理

4.1.1壓阻式感測器

4.1.2電容式感測器

4.1.3壓電式感測器

4.1.4諧振式感測器

4.1.5隧穿效應

4.2壓力感測器

4.2.1壓力感測器的建模

4.2.2壓阻式壓力感測器

4.2.3電容式壓力感測器

4.2.4諧振式壓力感測器

4.3麥克風

4.3.1麥克風的建模

4.3.2電容式麥克風

4.3.3集成麥克風

4.4加速度感測器

4.4.1加速度感測器的模型

4.4.2加速度感測器的結構與測量原理

4.4.3三軸加速度感測器

4.4.4加速度感測器的製造

4.5微機械陀螺

4.5.1諧振式陀螺的原理

4.5.2微機械陀螺的結構與工作模式

4.5.3陀螺的微加工技術

4.6微型懸臂樑感測器

4.6.1微型懸臂樑感測器的敏感機理

4.6.2壓阻式微型懸臂樑感測器的模型

4.6.3微型懸臂樑感測器的製造方法

4.6.4微型懸臂樑感測器的套用

4.7感測器噪聲

4.7.1噪聲的來源

4.7.2電學噪聲

4.7.3熱力學噪聲

4.7.4MEMS感測器噪聲

參考文獻

本章習題

第5章微型執行器

5.1靜電執行器

5.1.1平板電容執行器

5.1.2梳狀叉指電極執行器

5.1.3靜電馬達

5.1.4直線步進執行器

5.2壓電執行器

5.2.1線性壓電執行器

5.2.2彎曲壓電執行器

5.3磁執行器

5.3.1微型磁執行器的力和能量

5.3.2線性執行器

5.3.3扭轉執行器

5.4電熱執行器

5.4.1一維熱傳導模型

5.4.2V形執行器

5.4.3雙膜片執行器

5.4.4冷熱臂執行器

5.4.5熱氣驅動

5.5微泵

5.5.1往復位移微泵

5.5.2蠕動微泵

5.5.3其他微泵

參考文獻

本章習題

第6章射頻MEMS

6.1RFMEMS概述

6.1.1RFMEMS器件

6.1.2基於RFMEMS的收發器前端結構

6.2MEMS開關

6.2.1開關的類型

6.2.2MEMS開關的靜態特性

6.2.3開關的動態特性

6.2.4開關的電磁特性

6.2.5MEMS開關的製造

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厚度剪下振動模式

6.3.5MEMS諧振器的製造

6.4基於諧振器的信號處理器

6.4.1低損耗窄帶HF和MF濾波器

6.4.2混頻濾波器

6.4.3本機振盪器

6.5可調電容、電感與壓控振盪器

6.5.1可調電容

6.5.2電感

6.5.3壓控振盪器

參考文獻

本章習題

第7章光學MEMS

7.1MEMS微鏡

7.1.1MEMS材料與結構的光學性質

7.1.2MEMS微鏡的設計

7.1.3微鏡的製造

7.1.4微鏡的驅動與控制

7.2光通信器件

7.2.1MEMS光開關

7.2.2可變光學衰減器

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MEMS器件

7.4.1自適應光學可變形微鏡

7.4.2光學平台掃描微鏡

7.4.3菲涅耳微透鏡

7.4.4可調雷射器

參考文獻

第8章生物醫學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生物醫學感測器

8.2.1醫學平台感測器

8.2.2個人及可穿戴感測器

8.2.3可植入感測器

8.3執行器

8.4神經微電極與探針

8.4.1高密度神經探針陣列

8.4.2無線接口可植入神經探針

8.5組織工程

8.5.1支架製備

8.5.2細胞培養

8.5.3細胞圖形化和培養

8.6細胞與分子操作

參考文獻

第9章微流體與晶片實驗室

9.1概述

9.1.1LOC的發展歷史

9.1.2LOC的特點

9.1.3微流體的特性

9.2軟光刻技術

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軟光刻圖形複製

9.2.4軟光刻製造微流體管道

9.3微流體的驅動與輸運

9.3.1機械驅動

9.3.2電動力驅動

9.4LOC與微流體的基本操作

9.4.1試樣預處理

9.4.2混合

9.4.3分離

9.4.4DNA放大——PCR

9.4.5集成試樣處理系統

9.5檢測技術

9.5.1光學檢測

9.5.2電化學檢測

9.5.3質譜檢測

9.6LOC的套用

9.6.1細胞生物學及幹細胞工程

9.6.2微流體DNA晶片

9.6.3蛋白質分析