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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 MEMS集成设计技术 2

1.3 MEMS集成设计工具现状与发展趋势 3

1.4 国外主要MEMS集成设计工具 5

1.4.1 CoventorWare 5

1.4.2 MEMS+ 6

1.4.3 MEMS Pro/MEMS Xplorer 7

1.4.4 IntelliSuite 7

1.5 国内MEMS集成设计工具 9

1.6 MEMS集成设计关键技术 10

参考文献 10

第2章 MEMS系统级仿真平台构建技术 12

2.1 引言 12

2.2 MEMS系统级前处理器技术 12

2.2.1 系统级模型的图形化建模平台技术 13

2.2.2 系统级异构建模技术 14

2.2.3 系统级模型网表生成技术 18

2.3 MEMS系统级求解器技术 18

2.3.1 外部网表文件直接求解技术 18

2.3.2 模拟信号求解技术 20

2.3.3 MEMS与接口电路的跨尺度混合信号仿真技术 25

2.3.4 系统级设计优化技术 28

2.4 MEMS系统级后处理器技术 40

2.4.1 系统级解算结果波形显示技术 40

2.4.2 系统级仿真结果的三维可视化技术 41

参考文献 43

第3章 MEMS系统级多端口组件建模技术 44

3.1 引言 44

3.2 多端口组件模型的建立 45

3.2.1 多端口组件的一般形式 45

3.2.2 多端口组件网络 50

3.2.3 基于硬件描述语言的编码技术 51

3.2.4 MEMS的多端口三维组件库 52

3.2.5 结构域组件行为建模方法 55

3.2.6 多域耦合组件行为建模方法 64

3.2.7 微流控芯片组件行为建模方法 73

3.3 多端口组件模型的自主定义与扩展方法 81

3.3.1 组件构成及其行为方程 82

3.3.2 组件自主定义软件 83

参考文献 84

第4章 MEMS器件级仿真平台构建技术 87

4.1 引言 87

4.2 MEMS器件级仿真模型库构建技术 87

4.2.1 基于算例库的MEMS器件级仿真模型库构建技术 87

4.2.2 有限元形函数库的建立方法 101

4.3 器件物理方程自主定义与求解技术 108

4.4 MEMS器件级求解器技术 109

4.4.1 单能量域分析求解技术 109

4.4.2 多域耦合分析求解技术 124

4.5 器件级设计优化技术 129

4.6 器件级仿真结果可视化技术 131

4.6.1 数据处理方法 131

4.6.2 数据显示方法 133

4.6.3 数据保存方法 136

参考文献 137

第5章 宏建模技术 138

5.1 引言 138

5.2 大规模线性系统的动态宏建模方法 138

5.2.1 基于Krylov子空间投影的宏建模原理 139

5.2.2 基于迭代IRS技术的动态宏建模方法 151

5.3 非线性系统的动态宏建模方法 154

5.3.1 大变形非线性 154

5.3.2 POD-Galerkin方法 156

5.4 多域耦合系统的动态宏建模方法 160

5.4.1 Hamilton原理与Lagrange动力学方程 160

5.4.2 线性MEMS的模态叠加原理 162

5.4.3 多域耦合MEMS宏模型提取 164

5.5 参数化宏建模技术 167

5.5.1 角度参数化 167

5.5.2 材料属性参数化 169

参考文献 175

第6章 MEMS工艺级建模与仿真技术 180

6.1 引言 180

6.2 MEMS工艺级仿真模型库构建技术 181

6.2.1 典型MEMS组件的参数化版图库构建技术 181

6.2.2 设计规则检查技术 183

6.2.3 工艺规则检查技术 188

6.2.4 材料数据库构建技术 190

6.3 MEMS工艺级几何仿真技术 192

6.3.1 工艺编辑器技术 192

6.3.2 工艺过程动态可视化技术 196

6.3.3 任意区域版图的实时三维可视化技术 196

参考文献 199

第7章 MEMS集成设计工具转换接口构建技术 200

7.1 引言 200

7.2 系统级到工艺级转换技术 201

7.3 系统级到器件级转换技术 204

7.4 器件级到工艺级转换技术 206

7.5 器件级到系统级转换技术 209

7.6 工艺级到器件级转换技术 212

7.7 工艺级到系统级转换技术 215

参考文献 219

第8章 MEMS Garden及使用 220

8.1 引言 220

8.2 MEMS Garden软件框架 220

8.3 MEMS Garden特色 222

8.4 软件操作实例 224

8.5 工程的创建 225

8.6 系统级仿真 225

8.7 器件级仿真 233

8.8 含降阶宏模型的系统级仿真 240

8.8.1 矩阵输出 240

8.8.2 降阶宏模型生成 244

8.8.3 系统级仿真 244

8.9 工艺级设计 247

参考文献 250

第9章 MEMS Garden器件设计实例 251

9.1 引言 251

9.2 微机械扭转镜 251

9.3 谐振式压力传感器 256

9.4 压阻式压力传感器 260

9.5 浮动式剪应力传感器 264

9.6 热敏剪应力传感器 269

9.7 合成射流器 271

9.8 细胞分选微网筛 274

9.9 Z轴微机械陀螺 278

9.10 微机械加速度计 284

9.11 MEMS光开关 288

缩略语 291