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和成熟的IC CAD相比，MEMS的设计是非常复杂而艰难的，这主要是由于： （1）MEMS涉及多种学科和多个能域，因此要求具备的知识基础很宽； （2）MEMS所涉及的微观领域，有许多规律与现象还不被人们完全了解和认识，即基础理论不充分； （3）微机械种类很多，即使在同一类中，其结构、功能也千差万别，因此 ...

微机电系统CAD设计的一般过程是：通过掩膜及工艺或结构的直接描述，由结构仿真器生成三维几何模型。然后从材料数据库中提取元件的材料特性，将其插入几何模型中，生成完整的三维模型，再用该模型进行多能量域的分析。微机电系统的模拟主要包括三维结构的建立、模型器件的物理特性的模拟、实验结果的评估和分析。 ...

系统级仿真是MEMS分析与设计的独特要求，也是MEMS CAD要实现的目标。MEMS既不同于IC，又不同于宏观机械，强调在单一或多个芯片上集成传感、信号处理、控制及驱动于一体的思想。另一方面，MEMS更强调系统整体的输出特性，对于传感器，这一点尤为重要。因此，必须将场分析、电路结合起来，建立系统方程，统一求解。这样对于 ...

随着MEMS技术的发展，惯性传感器件在过去的几年中成为最成功,应用最广泛的微机电系统器件之一，而微加速度计（microaccelerometer）是惯性传感器件的杰出代表。微加速度计的理论基础是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算 ...

MEMS地震加速度计是将待测定的地震信号对应的加速度的大小转化为电压信号，用电压情况间接反映振动的加速度的大小。 地震传感器是野外地震数据采集最为关键的设备之一,其性能的好坏直接关系到采集数据的质量及地质效果,目前最常用的动圈型电感检波器具有频带窄、低频衰减大、三分量动圈型电感检波器轴间串扰严重、灵敏度相 ...

　　近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的，目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器。 　　微 ...

现行的MEMS设计主要还是依靠手工设计以及设计者的知识与专业设计水平，而VLSI中的数字逻辑综合为IC设计带来实现自动化设计的成功，成为我们设计MEMS器件的一种参考与借鉴。MEMS器件综合还是一个成长的新兴的领域。 MEMS综合的思想就是根据设计者提出的功能设计要求，在一定的约束条件下，利用综合工具以及优化算法 ...

随着MEMS技术的发展，惯性传感器件在过去的几年中成为最成功,应用最广泛的微机电系统器件之一，而微加速度计（microaccelerometer）是惯性传感器件的杰出代表。微加速度计的理论基础是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算 ...

MEMS综合目前有下列三种方法： (1)MOGA（Multi-Objective Genetic Algorithm）多目标基因算法 基因算法(GA)是一种启发式的优化方法，它的原理启迪于自然界生物进化过程，借鉴于达尔文的物竞天演、优胜劣汰、适者生存的自然选择和自然遗传的机理，其本质是一种求解问题的高效并行全局搜索方法。它能在搜索过程 ...

MEMS材料按照性质分为结构材料和功能材料两类。目前，在MEMS结构（主要有微泵、微电机、微轴承、微阀和微型传感器等）中所使用的材料有硅及其化合物、陶瓷、形状记忆合金、玻璃、金属及高分子材料如聚酰亚胺等。典型构件主要有薄膜、梁、轴承、梳齿结构和螺旋结构，其中以硅及其化合物薄膜材料为主，有单晶硅、多晶硅、 ...

MEMS表面微机械加工工艺是指所有工艺都是在圆片表面进行的MEMS制造工艺。表面微加工中，采用低压化学气相淀积（LPCVD）这一类方法来获得作为结构单元的薄膜。表面微加工工艺采用若干淀积层来制作结构，然后释放部件，允许它们做横向和纵向的运动，从而形成MEMS执行器。最常见的表面微机械结构材料是LPVCD淀积的多晶硅， ...

MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异、功能强大、可以批量生产等传统机械无法比拟的优点,在很多领域得到广泛的应用. 1 信息业 信息技术的发展,对设备提出了更高的要求,功能更加强大的同时体积缩小. 从多媒体人机界面(HI)看,使用微麦克风的语音输入和使用微摄像系统的图形输入 ...

当设计一个微制造形成的器件时，必须意识到薄膜材料的性能与材料在块或宏观形式下的性能大相径庭。这些不同是由于薄膜材料和块材料的制备工艺不同所导致的。另一个导致不同的起因是均质性的假设，这假设对块材料通常是足够准确的；但是对于器件大小与材料晶粒尺寸处于同一尺度的情况下，该假设是错误的。其它在微尺度范 ...

随着微加工技术的愈益成熟,MEMS及其他微制造技术显示出巨大的发展潜力。美国物理学家Richard P. Feynman于1959年12月29日在加州理工学院举行的美国物理协会的年度会议上发表了题目为There's Plenty of Room at the Bottom的演讲,并发表在1960 年2 月的Cal tech's Engineering and Science上。其中描述道:“我将要介绍的 ...

现在较为成功的MEMS市场主要包括压力传感器、加速度计、微陀螺仪、喷墨头以及硬盘驱动头,这些器件的绝大多数用户分布在IT(喷墨头、硬盘驱动头) 和汽车(压力传感器、加速度计、微陀螺仪)领域。德国Micro Parts公司的ReinerWechsung博士对全球微系统市场分析进行了分析,1996年约为130亿美元,1997年约为140亿美元,1998年约 ...

微型驱动器作为构成微机电系统的主要元件，一直是各国MEMS研究中的一项重要内容，微驱动器技术的进步必将带动MEMS技术的全面发展。MEMS测试特别是MEMS动态机械特性测试对MEMS设计、制造和可靠性运行具有非常重要的意义。与宏观机械结构一样，MEMS动态测试包括振动激励、振动测量和模态分析等三个基本环节。通过某种激励 ...

1 气体推进系统 该系统是目前用于微小卫星的最为成熟的推进系统，其结构和原理简单，工作可靠，已成功用于已经发射的许多微小卫星中．但是气体推进体积较大，集成度不高．由于需要笨重的推进剂储罐，质量大，同时比冲很低，形成用于微小卫星的不利因素，需要进一步提高集成度和减轻质量． 2 PPT系统 其设计简单， ...

微机电系统(MEMS)是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的新兴学科。随着MEMS从研究阶段逐渐步入产业化阶段，其对测试系统的需求也越来越迫切，特别是对动态特性的测试技术。近年来，MEMS动态测试技术得到了国内外许多MEMS研究机构的高度重视。 与宏观机械结构一样，MEMS动态测试包括振动激励、振动测量和模态 ...

MEMS(Micro Electromechanical Systems，即微机电系统)是指采用微加工技术制作的包括微传感器、微致动(执行)器、微能源等微机械部分和处理信号的电子集成线路部分组成的微型器件与装置。由于集成了传感器、致动器等器件和装置，MEMS可根据微电子电路信息的指令控制致动器实现机械操作，也可利用传感器接受外部信息，将 ...

基于几何的工艺模拟方法的通病在于非常烦琐和不直观。为了解决这一问题，人们提出了基于特征的MEMS器件建模方法。 Gao等首先将特征的概念引入MEMS器件设计领域，系统地提出了基于特征的MEMS几何建模方法(ferature-based microsystem geometric modeling，以下简称FBMGM)。Gao等人的研究工作大致可以分为以下三个部 ...

掩模和工序综合是指从器件的几何模型或用层表示的几何模型中产生合适的掩模版图和工艺描述。掩模和工序综合的目的是将MEMS器件分解为可制造的工艺数据，类似于宏观的刀具轨迹规划工作。若设计人员直接设计MEMS器件的几何形状，则掩模和工序综合对连接设计与制造具有重要意义。 Michigan大Mastrangelo等人首先研究 ...

MEMS器件模拟是指在器件原型被制造前，利用数值计算方法分析器件的输出特性。器件模拟的目的是为了优化器件的性能。器件模拟中常用的数值计算方法有有限元(FEM)、边界元(BEM)和计算流体力学(CFD)等。 MEMS器件模拟涉及到多个能量范畴(如机械电磁和热等)和各种属性(如电学特性、残余应力与杨氏模量等机械特性、热导 ...

MEMS即Micro-Electro-Mechanical System，它是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执行器和微系统等。 日本国家MEMS中心给Microsystem/Micromachine下的定义：A micro machine is an extremely small machine comprising very small(sever ...

MEMS技术被誉为21世纪带有革命性的高新技术，它的诞生和发展是“需求牵引”和“技术推动”的综合结果。 （一）需求牵引是MEME发展的源泉 随着人类社会全面向信息化迈进，信息系统的微型化、多功能化和智能化是人们不断追求的目标，也是电子整机部门的迫切需求。信息系统的微型化不仅使系统体积大大减小、功能大大 ...

美国朗讯公司开发的基于MEMS光开关的路由器已经试用，预示着MEMS发展又一高潮的来临。目前部分器件已经实现了产业化，如微型加速度计、微型压力传感器、数字微镜器件（DMD）、喷墨打印机的微喷嘴、生物芯片等，并且应用领域十分广泛。 （一）政府：1992 年“美国国家关键技术计划”把“微米级和纳米级制造”列为“在经 ...

【01】19世纪 照相制版 【02】1951年 Braun发明shadow mask（影空版）（美，RCA公司） 【03】1954年 压阻效应的发现 【04】1962年 结晶各相异性腐蚀 【05】1963年 半导体压力计（日本丰田研究所） 【06】1967年 振动栅极晶体管（美，Westinghouse公司，利用牺牲层腐蚀方法） 【 ...

我国MEMS的研究始于二十世纪八十年代末。经过十多年的发展，我国在多种微型传感器、微型执行器和若干微系统样机等方面已有一定的基础和技术储备，初步形成了几个MEMS研究力量比较集中的地区。 其中,北京大学所属微米/纳米加工技术重点实验室分部开发出4种MEMS全套加工工艺和多种先进的单项工艺，已制备出加速度计 ...

MEMS研究的内容极为广泛。其关键技术有设计技术、材料、制作工艺和测试技术。 （一）设计技术 MEMS产品设计包括系统、器件、电路和封装等设计。 MEMS器件的设计需要综合多学科理论分析，这大大增加了设计参数选择的难度，常规分析计算已无法满足设计需要。计算机技术的进步使得CAD技术在MEMS器件设计中得到 ...

（一）传感MEMS技术 在MEMS技术研究领域中，传感MEMS是指采用微电子和微机械加工技术制造出来的、特征尺寸至微米/纳米级、具有将感受量转换为电信号的器件和系统，包括：速度、加速度、压力、温度、湿度、气体、磁、光、声、生物、化学等传感MEMS，它是人类探知自然界的触角，是各种现代化装置中的神经元。 现代 ...

微机械加工工艺分为硅基加工和非硅基加工。下面主要介绍体加工工艺、硅表面微机械加工技术、结合加工、逐次加工、另外单独一章介绍LIGA技术。 下图是微机械加工工艺的流程落图。 （一）体加工工艺 体加工工艺包括去加工（腐蚀）、附着加工（镀膜）、改质加工（掺杂）和结合加工（键合）。 主要介绍腐 ...

1986年德国W.Ehrfeld教授首先开发了进行三维微细加工最有前途的方法——LIGA技术。 ——LI，Lithographier，即深度X射线刻蚀； ——G，Galvanformug，即电铸成型； ——A，Abformug，即塑料铸膜。 LIGA技术是深度X射线刻蚀、电铸成型、塑料铸膜等技术的完美结合。LIGA工艺问世以来，被认为是最有前途的三维微细加工技术 ...

微电子机械系统包括微传感器和微执行器。目前最成功的推向市场的是压力传感器和加速度传感器。二十一世纪，MEMS技术将有更大的发展，新原理、新功能、新结构的微传感器、微执行器以及微系统将会不断出现。MEMS的研究主要集中在三个方向：微型传感器（Micro-sensor），微型执行器(Micro- actuator)和微型系统（Micro-sys ...

2000年MEMS的市场调查显示，MEMS的市场增长迅速。由1993年的不到10亿美元，到2000点已经增长到140亿。随着新世纪信息技术和生物技术的迅速发展，MEMS的市场更加飞速地扩大。 在2000年的市场调查中，可以看到在MEMS商业化的市场中，压力传感器、光开关、惯性传感器和集成微流量控制器分别占据25%、21%、20%、19%和6%的市 ...

1、MEMS与无线通信领域 在无线通信终端领域，对微型化、高性能和低成本的追求使大家普遍期待能将各种功能单元集成在一个单一芯片上，即实现SOC(System On a Chip)，而通信工程中大量射频技术的采用使诸如谐振器，滤波器、耦合器等片外分离单元大量存在。MEMS技术不仅可以克服这些障碍，而且表现出比传统的通信元件具有 ...

纳米固体是由纳米微粒聚集而成的凝聚体。从几何形态的角度可将纳米固体划分为纳米块状材料、纳米薄膜材料和纳米纤维材料。这几种形态的纳米固体又称作纳米结构材料。 纳米块状材料通常是指由表面清洁的纳米微粒经高压形成的三维凝聚体。纳米薄膜则是指二维的纳米固体，纳米薄膜又可分为两类：一种是由纳米粒子组成 ...

1 引言 MEMS作为一个新兴的强大的科学领域，虽然近年来取得了飞速的发展，但是相应的设计方法的发展却没有跟上时代的脚步。尽管MEMS技术有微电子技术作支撑，而且通常使用IC平面制造技术，但它必须进行微机械所特有的三维加工，而且要求与集成电路工艺兼容，要完全解决好这一问题有一定的难度。此外，MEMS器件及系统的 ...

双层多晶硅(单层机械结构)表面牺牲层工艺流程图及版图与剖面图的对应关系(草案) 详细请下载附件（有图片）。 1、阴版代表版图中图形部分被保留，即实际结构与版图一致；阳版代表版图中图形部分被刻掉，即实际结构与版图相反； 2、淀积过程目前先实现完全保形覆盖，即淀积膜的形状与衬底表面形帽完全一致。但当衬底上沟槽 ...

双层多晶硅(单层机械结构)表面牺牲层工艺的版图层定义和设计规则(草案) 为了使表面牺牲层MEMS设计标准化，利用ICCAD根据进行版图设计规则的自动检查，并更有利于重点实验室的对外开放，我们根据我所的工艺条件及表面牺牲层工艺的特点，制定出该设计规则。表面牺牲层的工艺研究尚在进行中，根据工艺结构，设计规则还会进行 ...

微电子封装包括组装(Assembly)和封装(Packaging)两个方面,它是将数十万乃至数百万个半导体元器件组装成一个紧凑的封装体,由外界提供电源并与外界进行信息交流。封装的基本功能包括电源供给、信号交流、散热、芯片保护和机械支撑。 微电子封装一般可分为四个层次,即: (1)0级封装———芯片层次上的互连; (2)一级封装——— ...

微电子封装技术的发展可分为三个阶段,在80年代和90年代分别出现了两次飞跃。 1、第一阶段 20世纪80年代以前,封装的主体技术是针脚插装(PTH),其特点是插孔安装到PCB上,它的主要形式有SIP、DIP、PGA。它们的不足之处是密度、频率难以提高,难以满足高效自动化生产的要求。 2、第二阶段 80年代中期,表面贴装技术(SM ...