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前言 1

第1章 微系统概述 1

目录 1

1.1 微系统的基本概念与特点 2

1.2 微系统的动力学及非线性特征 4

1.2.1 微系统的力学特征 4

1.2.2 微系统的动力学特征 5

1.2.3 微系统动力学的非线性特征………………………………………………？1.3 微系统的应用前景 7

参考文献 9

第2章 微尺度理论及效应 10

2.1 微尺度固体力学 10

2.1.1 塑性应变梯度理论的本构关系 11

2.2 微尺度流体力学 12

2.1.2 平衡变分关系 12

2.2.1 微尺度流动特点 13

2.2.2 微流体双电层效应 14

2.2.3 微流体电渗流 15

2.3 微尺度热传导 17

2.4 微尺度理论的研究方法 19

参考文献 19

第3章 微系统的设计技术 21

3.1 微系统设计流程 21

3.2 微系统设计方法 22

3.2.1 微系统模块化设计 22

3.2.2 微系统集成化设计 24

3.3 微系统设计关键技术 27

3.4.1 微系统CAD的体系结构 29

3.4 微系统CAD 29

3.4.2 MEMS CAD软件 35

参考文献 37

第4章 微系统的制造技术 38

4.1 光刻和刻蚀技术 38

4.1.1 掩模制备 39

4.1.2 薄膜沉积 40

4.1.3 光刻 43

4.1.4 湿法刻蚀 44

4.1.5 干法刻蚀 46

4.2 LIGA技术和准LIGA技术 48

4.2.1 LIGA技术 48

4.2.2 准LIGA技术 50

4.2.3 LIGA、准LIGA技术的应用技术 51

4.3.1 微细电火花加工技术 53

4.2.4 LIGA技术的发展趋势 53

4.3 微细特种加工技术 53

4.3.2 微细电化学加工技术 60

4.3.3 微细超声加工技术 63

4.4 软刻蚀微加工技术 66

4.4.1 软刻蚀的关键——弹性印章 66

4.4.2 微接触印刷 67

4.4.3 微模塑和相关技术 69

4.4.4 近场光刻蚀 74

4.4.5 多层软刻蚀 74

4.4.6 软刻蚀的应用 74

4.4.7 软刻蚀技术的发展趋势 77

4.5 激光微细加工技术 79

4.5.1 红外激光微细加工技术 80

4.5.2 准分子激光微细加工技术 87

4.5.3 飞秒激光微细加工技术 88

4.6 微／纳米压印技术 90

4.6.1 纳米压印技术的典型工艺 91

4.6.2 纳米压印技术的演变工艺 93

4.6.3 纳米压印过程建模 97

4.6.4 纳米压印机 100

4.6.5 纳米压印技术的应用 101

4.6.6 纳米压印技术发展趋势 104

参考文献 107

第5章 微系统的检测技术 112

5.1 扫描探针显微镜（SPM）测量技术 112

5.1.1 扫描隧道显微镜（STM）测量技术 112

5.1.2 原子力显微镜（AFM）测量技术 118

5.2.1 三维视觉检测原理 121

5.2 三维微视觉检测技术 121

5.2.2 图像的分割 126

5.2.3 微机构中三维视觉技术 127

5.3 微构件中干涉检测技术 132

5.3.1 迈克尔逊干涉系统 133

5.3.2 双频激光干涉系统 135

5.3.3 激光双焦干涉系统 137

5.3.4 扫描白光干涉系统 140

5.4 微结构材料特性检测技术 142

5.4.1 残余应力和弹性模量的测量 143

5.4.2 刚度和硬度的测量 145

5.4.3 抗拉强度和失效应变的测量 147

5.4.4 热导率和热扩散率的测量 149

参考文献 151

第6章 微系统的集成及控制技术 153

6.1 微传感器系统 153

6.1.1 压阻式压力微传感器系统 154

6.1.2 力平衡式硅微加速度传感器系统 157

6.2 微传感器信息融合 159

6.2.1 两个参量的微传感器信息融合 159

6.2.2 三个参量的微传感器信息融合 161

6.2.3 阵列式气敏传感器的信息融合 162

6.3 微传感器系统的自检、自适应、自学习 164

6.3.1 微传感器系统的自检和自适应功能 164

6.3.2 微传感器系统的自学习功能 171

6.4 微致动器及其控制技术 174

6.4.1 静电致动 175

6.4.2 压电致动 177

6.4.3 电磁致动 181

6.4.4 热致动器 184

6.5 微进给驱动器及其应用 186

6.5.1 压电陶瓷驱动器及其特点 187

6.5.2 压电陶瓷驱动器在步进扫描光刻机工件台中的应用 189

6.6 微电子组装技术及MEMS封装 197

6.6.1 微电子组装技术 197

6.6.2 MEMS封装 210

参考文献 211

第7章 典型微系统——芯片实验室 213

7.1 典型芯片实验室 213

7.2 芯片实验室中的器件设计 216

7.3 著名的芯片实验室研究机构 222

参考文献 224