《國外電子電氣經(jīng)典教材系列：微機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)（原書第2版）》第1版被翻譯成3種文字出版發(fā)行，并已被美國一些著名大學(xué)作為教科書，在MEMS領(lǐng)域享有較高聲譽(yù)。全書共分15章。第1、2章概括了基本傳感原理和制造方法；第3章討論了當(dāng)今MEMS實(shí)踐中所必需的電學(xué)和機(jī)械工程基本知識；第4～9章分別描述了靜電、熱、壓阻、壓電、磁敏感與執(zhí)行方法，及其相關(guān)的傳感器與執(zhí)行器；第10～11章詳細(xì)介紹了微制造中最常用的體微機(jī)械加工和表面微機(jī)械加工技術(shù)，而器件制造方法則插入到實(shí)例研究中；第12章討論了工藝技術(shù)的綜合應(yīng)用；第13章介紹了與聚合物有關(guān)的MEMS制造技術(shù)；第14章討論了微流控原理及應(yīng)用。根據(jù)這些敏感與執(zhí)行方法以及制造方法；第15章選擇了MEMS商業(yè)化產(chǎn)品實(shí)例進(jìn)行介紹。
《國外電子電氣經(jīng)典教材系列：微機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)（原書第2版）》循序漸進(jìn)，體系嚴(yán)密，適合作為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、傳感器、微電子、機(jī)械工程、儀器儀表等專業(yè)的高年級本科生和研究生教材，也適合于這些領(lǐng)域的科技人員參考。
第2版譯者序
第1版譯者序
教師備忘錄
前言
第1章 緒論
1.0預(yù)覽
1.1 MEMS發(fā)展史
1.1.1 從誕生到1990年
1.1.2 從1990年到2001年
1.1.3 從2002年到現(xiàn)在
1.1.4 未來發(fā)展趨勢
1.2 MEMS的本質(zhì)特征
1.2.1 小型化
1.2.2 微電子集成
1.2.3 高精度的并行制造
1.3 器件：傳感器和執(zhí)行器
1.3.1 能量域和換能器
1.3.2 傳感器考慮
1.3.3 傳感器噪聲及設(shè)計復(fù)雜性
1.3.4 執(zhí)行器考慮
1.4 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 微制造導(dǎo)論
2.0預(yù)覽
2.1 微制造概述
2.2 常用微制造工藝概述
2.2.1 光刻
2.2.2 薄膜沉積
2.2.3 硅熱氧化
2.2.4 濕法刻蝕
2.2.5 硅的各向異性刻蝕
2.2.6 等離子刻蝕和反應(yīng)離子刻蝕
2.2.7 摻雜
2.2.8 圓片劃片
2.2.9 圓片鍵合
2.3 微電子制造工藝流程
2.4 硅基MEMS工藝
2.5 封裝與集成
2.5.1 集成方法
2.5.2 密封
2.6 新材料和新制造工藝
2.7 工藝選擇與工藝設(shè)計
2.7.1 淀積工藝中需要考慮的問題
2.7.2 刻蝕工藝中需要考慮的問題
2.7.3 構(gòu)造工藝流程的理想規(guī)則
2.7.4 構(gòu)造魯棒性工藝的規(guī)則
2.8 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章 電學(xué)與機(jī)械學(xué)基本概念
3.0預(yù)覽
3.1 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率
3.1.1 半導(dǎo)體材料
3.1.2 載流子濃度的計算
3.1.3 電導(dǎo)率和電阻率
3.2 晶面和晶向
3.3 應(yīng)力和應(yīng)變
3.3.1 內(nèi)力分析：牛頓運(yùn)動定律
3.3.2 應(yīng)力和應(yīng)變的定義
3.3.3 張應(yīng)力和張應(yīng)變之間的一般標(biāo)量關(guān)系
3.3.4 硅和相關(guān)薄膜的力學(xué)特性
3.3.5 應(yīng)力-應(yīng)變的一般關(guān)系
3.4 簡單負(fù)載條件下?lián)闲粤旱膹澢?br>3.4.1 梁的類型
3.4.2 純彎曲下的縱向應(yīng)變
3.4.3 梁的撓度
3.4.4 求解彈簧常數(shù)
3.5 扭轉(zhuǎn)變形
3.6 本征應(yīng)力
3.7 動態(tài)系統(tǒng)、諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)
3.7.1 動態(tài)系統(tǒng)和控制方程
3.7.2 正弦諧振激勵下的響應(yīng)
3.7.3 阻尼和品質(zhì)因數(shù)
3.7.4 諧振頻率和帶寬
3.8 彈簧常數(shù)和諧振頻率的主動調(diào)節(jié)
3.9 推薦教科書清單
3.1 0總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章 靜電敏感與執(zhí)行原理
4.0預(yù)覽
4.1 靜電傳感器與執(zhí)行器概述
4.2 平行板電容器
4.2.1 平行板電容
4.2.2 偏壓作用下靜電執(zhí)行器的平衡位置
4.2.3 平行板執(zhí)行器的吸合效應(yīng)
4.3 平行板電容器的應(yīng)用
4.3.1 慣性傳感器
4.3.2 壓力傳感器
4.3.3 流量傳感器
4.3.4 觸覺傳感器
4.3.5 平行板執(zhí)行器
4.4 叉指電容器
4.5 梳狀驅(qū)動器件的應(yīng)用
4.5.1 慣性傳感器
4.5.2 執(zhí)行器
4.6 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章 熱敏感與執(zhí)行原理
5.0預(yù)覽
5.1 引言
5.1.1 熱傳感器
5.1.2 熱執(zhí)行器
5.1.3 熱傳遞的基本原理
5.2 基于熱膨脹的傳感器和執(zhí)行器
5.2.1 熱雙層片原理
5.2.2 單一材料組成的熱執(zhí)行器
5.3 熱電偶
5.4 熱電阻器
5.5 應(yīng)用
5.5.1 慣性傳感器
5.5.2 流量傳感器
5.5.3 紅外傳感器
5.5.4 其他傳感器
5.6 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第6章 壓阻傳感器
6.0預(yù)覽
6.1 壓阻效應(yīng)的起源和表達(dá)式
6.2 壓阻傳感器材料
6.2.1 金屬應(yīng)變計
6.2.2 單晶硅
6.2.3 多晶硅
6.3 機(jī)械元件的應(yīng)力分析
6.3.1 彎曲懸臂梁中的應(yīng)力
6.3.2 薄膜中的應(yīng)力和變形
6.4 壓阻傳感器的應(yīng)用
6.4.1 慣性傳感器
6.4.2 壓力傳感器
6.4.3 觸覺傳感器
6.4.4 流量傳感器
6.5 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章 壓電敏感與執(zhí)行原理
7.0預(yù)覽
7.1 引言
7.1.1 背景
7.1.2 壓電材料的數(shù)學(xué)描述
7.1.3 懸臂梁式壓電執(zhí)行器模型
7.2 壓電材料的特性
7.2.1 石英
7.2.2 PZT
7.2.3 PVDF
7.2.4 ZnO
7.2.5 其他材料
7.3 應(yīng)用
7.3.1 慣性傳感器
7.3.2 聲學(xué)傳感器
7.3.3 觸覺傳感器
7.3.4 流量傳感器
7.3.5 彈性表面波
7.4 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第8章 磁執(zhí)行原理
8.0預(yù)覽
8.1 基本概念和原理
8.1.1 磁化及術(shù)語
8.1.2 微磁執(zhí)行器的原理
8.2 微型磁性元件的制造
8.2.1 磁性材料的沉積
8.2.2 磁性線圈的設(shè)計與制造
8.3 MEMS磁執(zhí)行器的實(shí)例研究
8.4 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第9章 敏感與執(zhí)行原理總結(jié)
9.0預(yù)覽
9.1 主要敏感與執(zhí)行方式的比較
9.2 其他敏感與執(zhí)行方法
9.2.1 隧道效應(yīng)敏感
9.2.2 光學(xué)敏感
9.2.3 場效應(yīng)晶體管
9.2.4 射頻諧振敏感
9.3 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第10章 體微機(jī)械加工與硅各向異性
刻蝕
10.0預(yù)覽
10.1 引言
10.2 各向異性濕法刻蝕
10.2.1 簡介
10.2.2 硅各向異性刻蝕規(guī)則——簡單結(jié)構(gòu)
10.2.3 硅各向異性刻蝕規(guī)則——復(fù)雜結(jié)構(gòu)
10.2.4 凸角刻蝕
10.2.5 獨(dú)立掩膜圖形之間的刻蝕相互作用
10.2.6 設(shè)計方法總結(jié)
10.2.7 硅各向異性濕法刻蝕劑
10.3 干法刻蝕與深反應(yīng)離子刻蝕
10.4 各向同性濕法刻蝕
10.5 汽相刻蝕劑
10.6 本征氧化層
10.7 專用圓片與專用技術(shù)
10.8 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第11章 表面微機(jī)械加工
11.0預(yù)覽
11.1 表面微機(jī)械加工基本工藝
11.1.1 犧牲層刻蝕工藝
11.1.2 微型馬達(dá)制造工藝——第一種方案
11.1.3 微型馬達(dá)制造工藝——第二種方案
11.1.4 微型馬達(dá)制造工藝——第三種方案
11.2 結(jié)構(gòu)層材料和犧牲層材料
11.2.1 雙層工藝中的材料選擇標(biāo)準(zhǔn)
11.2.2 薄膜的低壓化學(xué)汽相淀積
11.2.3 其他表面微機(jī)械加工材料與工藝
11.3 加速犧牲層刻蝕的方法
11.4 黏附機(jī)制和抗黏附方法
11.5 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第12章 工藝組合
12.0預(yù)覽
12.1 懸空梁的制造工藝
12.2 懸空薄膜的制造工藝
12.3 懸臂梁的制造工藝
12.3.1 掃描探針顯微鏡（SPM）技術(shù)
12.3.2 制造微尖的常用方法
12.3.3 帶有集成微尖的懸臂梁
12.3.4 帶有傳感器的懸臂梁SPM探針
12.3.5 帶有執(zhí)行器的SPM探針
12.4 影響MEMS成品率的因素
12.5 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第13章 聚合物MEMS
13.0預(yù)覽
13.1 引言
13.2 MEMS中的聚合物
13.2.1 聚酰亞胺
13.2.2 SU?8
13.2.3 液晶聚合物（LCP）
13.2.4 PDMS
13.2.5 PMMA
13.2.6 聚對二甲苯
13.2.7 碳氟化合物
13.2.8 其他聚合物
13.3 典型應(yīng)用
13.3.1 加速度傳感器
13.3.2 壓力傳感器
13.3.3 流量傳感器
13.3.4 觸覺傳感器
13.4 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第14章 微流控應(yīng)用
14.0預(yù)覽
14.1 微流控的發(fā)展動機(jī)
14.2 生物基本概念
14.3 流體力學(xué)基本概念
14.3.1 雷諾數(shù)與黏性
14.3.2 通道中流體的驅(qū)動方法
14.3.3 壓力驅(qū)動
14.3.4 電致流動
14.3.5 電泳和介電泳
14.4 微流控元件的設(shè)計與制造
14.4.1 通道
14.4.2 閥
14.5 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第15章 MEMS典型產(chǎn)品實(shí)例
15.0預(yù)覽
15.1 案例分析：血壓（BP）傳感器
15.1.1 背景及歷史
15.1.2 器件設(shè)計考慮
15.1.3 商業(yè)化實(shí)例：NovaSensor公司的血壓傳感器
15.2 案例分析：微麥克風(fēng)
15.2.1 背景及歷史
15.2.2 器件設(shè)計考慮
15.2.3 商業(yè)化實(shí)例：Knowles公司的微麥克風(fēng)
15.3 案例分析：加速度傳感器
15.3.1 背景及歷史
15.3.2 器件設(shè)計考慮
15.3.3 商業(yè)化實(shí)例：AD公司和MEMSIC公司的加速度傳感器
15.4 案例分析：陀螺
15.4.1 背景及歷史
15.4.2 Coriolis力
15.4.3 MEMS陀螺設(shè)計
15.4.4 單軸陀螺動力學(xué)
15.4.5 商業(yè)化實(shí)例：InvenSense公司的陀螺
15.5 MEMS產(chǎn)品開發(fā)需要考慮的主要因素
15.5.1 性能和精度
15.5.2 可重復(fù)性和可靠性
15.5.3 MEMS產(chǎn)品的成本管理
15.5.4 市場、投資和競爭
15.6 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
附錄A 典型MEMS材料特性
附錄B 梁、懸臂梁、板的常用力學(xué)公式
附錄C 處理二階動態(tài)系統(tǒng)的基本方法
附錄D 常用材料的制備方法、刻蝕劑和能夠承受的最高溫度
附錄E 常用材料去除工藝
附錄F 材料和工藝之間的兼容性總結(jié)
附錄G 商用慣性傳感器比較部分習(xí)題答案
書單推薦
