图书介绍
微机电系统基础pdf电子书版本下载
- （美）Chang Liu著 著
- 出版社： 北京：机械工业出版社
- ISBN：7111223330
- 出版时间：2007
- 标注页数：365页
- 文件大小：61MB
- 文件页数：378页
- 主题词：微电机－教材
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图书目录
第1章 绪论 1
1.0 预览 1
1.1 MEMS研究发展史 1
1.2 MEMS的本质特征 8
1.2.1 小型化 8
1.2.2 微电子集成 10
1.2.3 高精度的批量制造 10
1.3 器件：传感器和执行器 10
1.3.1 能量域和换能器 10
1.3.2 传感器 12
1.3.3 执行器 14
总结 15
习题 15
参考文献 17
第2章 微制造导论 21
2.0 预览 21
2.1 微制造综述 21
2.2 微电子制造工艺 22
2.3 硅基MEMS工艺 25
2.4 新材料和新制造工艺 29
2.5 工艺中需考虑的因素 30
总结 31
习题 31
参考文献 32
第3章 电学与机械学基本概念 36
3.0 预览 36
3.1 半导体的电导率 36
3.1.1 半导体材料 37
3.1.2 载流子浓度的计算 37
3.1.3 电导率和电阻率 40
3.2 晶面和晶向 42
3.3 应力和应变 44
3.3.1 内力分析：牛顿运动定律 44
3.3.2 应力和应变的定义 46
3.3.3 张应力和张应变之间的一般标量关系 48
3.3.4 硅和相关薄膜的力学特性 50
3.3.5 应力一应变的一般关系 51
3.4 简单负载条件下挠性梁的弯曲 53
3.4.1 梁的类型 53
3.4.2 纯弯曲下的纵向应变 55
3.4.3 梁的挠度 56
3.4.4 求解弹性形变常数 56
3.5 扭转变形 60
3.6 本征应力 62
3.7 谐振频率和品质因数 65
3.8 弹簧弹性常数和谐振频率的有源调节 66
3.9 推荐教科书清单 67
总结 67
习题 68
参考文献 71
第4章 静电敏感与执行原理 74
4.0 预览 74
4.1 静电传感器与执行器概述 74
4.2 平行板电容器 75
4.2.1 平行板电容 75
4.2.2 偏压作用下静电执行器的平衡位置 77
4.2.3 平行板执行器的吸合（pull-in）效应 79
4.3 平行板电容器的应用 83
4.3.1 惯性传感器 83
4.3.2 压力传感器 86
4.3.3 流量传感器 90
4.3.4 触觉传感器 92
4.3.5 平行板执行器 93
4.4 叉指电容器 94
4.5 梳状驱动器件的应用 98
4.5.1 惯性传感器 98
4.5.2 执行器 101
总结 102
习题 103
参考文献 105
第5章 热敏感与执行原理 108
5.0 预览 108
5.1 前言 108
5.1.1 热传感器 108
5.1.2 热执行器 108
5.1.3 热传递的基本原理 109
5.2 基于热膨胀的传感器和执行器 112
5.2.1 热双层片原理 114
5.2.2 单一材料组成的热执行器 119
5.3 热电偶 120
5.4 热电阻器 122
5.5 应用 123
5.5.1 惯性传感器 123
5.5.2 流量传感器 125
5.5.3 红外传感器 132
5.5.4 其他传感器 134
总结 137
习题 138
参考文献 141
第6章 压阻传感器 144
6.0 预览 144
6.1 压阻效应的起源和表达式 144
6.2 压阻传感器材料 146
6.2.1 金属应变计 146
6.2.2 单晶硅 146
6.2.3 多晶硅 149
6.3 机械元件的应力分析 149
6.3.1 弯曲悬臂梁中的应力 150
6.3.2 薄膜中的应力 153
6.4 压阻传感器的应用 154
6.4.1 惯性传感器 154
6.4.2 压力传感器 158
6.4.3 触觉传感器 159
6.4.4 流量传感器 161
总结 164
习题 164
参考文献 167
第7章 压电敏感与执行原理 169
7.0 预览 169
7.1 前言 169
7.1.1 背景 169
7.1.2 压电材料的数学描述 170
7.1.3 悬臂梁式压电执行器模型 172
7.2 压电材料的特性 173
7.2.1 石英 174
7.2.2 PZT 174
7.2.3 PVDF 176
7.2.4 ZnO 176
7.2.5 其他材料 179
7.3 应用 179
7.3.1 惯性执行器 179
7.3.2 声学传感器 181
7.3.3 触觉传感器 183
7.3.4 流量传感器 184
7.3.5 弹性表面波 185
总结 186
习题 187
参考文献 189
第8章 磁执行器 192
8.0 预览 192
8.1 基本概念和原理 192
8.1.1 磁化及术语 192
8.1.2 微磁执行器的原理 194
8.2 微磁元件的制造 197
8.2.1 磁性材料的沉积 198
8.2.2 磁性线圈的设计和制造 199
8.3 MEMES磁执行器的实例研究 202
总结 208
习题 208
参考文献 209
第9章 敏感与执行原理总结 211
9.0 预览 211
9.1 主要敏感与执行方式的比较 211
9.2 隧道效应敏感 212
9.3 光学敏感 214
9.3.1 利用波导的敏感结构 214
9.3.2 利用自由空间光束的敏感结构 215
9.3.3 利用光学干涉测量法的位置敏感结构 215
9.4 场效应晶体管 218
9.5 射频谐振敏感 220
总结 221
习题 221
参考文献 222
第10章 体微机械加工与硅各向异性腐蚀 224
10.0 预览 224
10.1 前言 224
10.2 各向异性湿法腐蚀 226
10.2.1 简介 226
10.2.2 硅各向异性腐蚀的规则——简单例子 227
10.2.3 硅各向异性腐蚀的规则——复杂结构 231
10.2.4 独立掩膜图形之间的腐蚀相互作用 236
10.2.5 设计方法总结 238
10.2.6 硅湿法各向异性腐蚀剂 238
10.3 硅的干法刻蚀——等离子体刻蚀 241
10.4 深反应离子刻蚀（DRIE） 242
10.5 各向同性湿法腐蚀 243
10.6 气相刻蚀剂 244
10.7 自然氧化层 244
10.8 键合 244
10.9 加工实例 245
10.9.1 悬空梁和薄板 245
10.9.2 悬空膜 246
总结 249
习题 249
参考文献 255
第11章 表面微机械加工 258
11.0 预览 258
11.1 表面微机械加工基本工艺 258
11.1.1 牺牲层腐蚀工艺 258
11.1.2 微型马达的制造工艺——第一种方案 258
11.1.3 微型马达的制造工艺——第二种实现方案 260
11.1.4 微型马达制造工艺——第三种实现方法 261
11.2 结构层材料和牺牲层材料 262
11.2.1 材料选择标准 262
11.2.2 低压化学气相淀积薄膜 263
11.2.3 其他表面微机械加工材料和工艺 264
11.3 加速牺牲层腐蚀的方法 265
11.4 黏附机制和抗粘附方法 266
11.5 3D MEMS的组装 267
11.6 加工厂制造工艺 270
总结 271
习题 272
参考文献 274
第12章 聚合物MEMS 277
12.0 预览 277
12.1 前言 277
12.2 MEMS中的聚合物 278
12.2.1 聚酰亚胺 279
12.2.2 SU-8 280
12.2.3 液晶聚合物（LCP） 280
12.2.4 PDMS 281
12.2.5 PMMA 282
12.2.6 聚对二甲苯 282
12.2.7 碳氟化合物 283
12.2.8 其他聚合物 283
12.3 典型应用 284
12.3.1 加速度传感器 284
12.3.2 压力传感器 284
12.3.3 流量传感器 288
12.3.4 触觉传感器 288
总结 291
习题 291
参考文献 292
第13章 微流控学应用 295
13.0 预览 295
13.1 微流控的发展动机 295
13.2 生物基本概念 296
13.3 流体力学基本概念 297
13.3.1 雷诺数和黏性 298
13.3.2 通道中流体的驱动方法 299
13.3.3 压力驱动 299
13.3.4 电致的流动 300
13.3.5 电泳和介电泳 301
13.4 可微流控元件的设计与制造 303
13.4.1 通道 303
13.4.2 阀 310
总结 312
习题 312
参考文献 313
第14章 扫描探针显微镜部件 318
14.0 预览 318
14.1 前言 318
14.1.1 扫描探针显微镜（SPM）技术 318
14.1.2 用途广泛SPM家族 319
14.1.3 扫描探针显微镜技术的扩展 321
14.2 制造探针的常见方法 321
14.3 带有集成探针的悬臂梁 323
14.3.1 一般设计考虑 323
14.3.2 常见的制造方法 323
14.3.3 其他技术 327
14.4 带有传感器和执行器的SPM探针 328
14.4.1 集成有传感器的SPM探针 329
14.4.2 带有执行器的SPM探针 332
总结 335
习题 335
参考文献 337
第15章 光MEMS 340
15.0 预览 340
15.1 无源MEMS光学器件 340
15.1.1 透镜 341
15.1.2 反射镜 343
15.2 有源光MEMS执行器 345
15.2.1 离面小位移执行器 345
15.2.2 面内大位移执行器 347
15.2.3 离面转动执行器 347
总结 350
习题 350
参考文献 352
第16章 MEMS技术组织与管理 355
16.0 预览 355
16.1 研发策略 355
习题 359
参考文献 360
附录A 材料特性 362
参考文献 363
附录B 梁与膜的常用力学公式 364