表面硅微器件中掩膜和工艺流程的自动生成方法

为消除目前手工设计掩膜和工艺流程的繁琐过程,提出了一种从表面硅微器件的三维结构模型自动生成掩膜和工艺流程的方法.该方法将三维器件模型作为输入,根据其组成特征的几何信息和材料信息识别出基底层、结构层、牺牲层和金属层等所有工艺层,再根据工艺层的结构特点和材料信息自动生成掩膜和工艺流程,并利用SolidWorks软件用户接口开发的应用程序验证了方法的可行性.应用实例表明,该方法不仅可以使设计者专注于器件结构本身的设计,而且易于实现掩膜和工艺流程的自动化生成,比传统的手工设计方法更加直观、高效,为相应的设计工具开发提供了理论分析和实验验证.     

表面-微加工引论

本书全面论述表面一微加工技术的各个方面，把表面微加工的制造工艺、微尺度现象和设计数据与物理形状及功能联系在一起，并介绍具体元件的理论和设计。全书分为一个引言和四个部分（含6章），第1章引言。第一部分制造（含第2～3章），介绍微制造工艺和微加工技术。第二部分设计（含第4～8章），论述微尺度物理学、力学、设计工艺、非理想工艺和设计技术。     

基于三维特征的微机电系统器件结构设计方法

提出了一种表面硅微器件结构设计方法，解决了目前微机电系统（MEMS）结构设计中直观性差、工艺难度大等问题．该方法将三维特征建模的设计思想运用到MEMS设计中，在建立三维特征库的基础上实现了器件结构的快速直观设计．通过三维设计软件SolidWorks的用户接口开发的应用程序不仅实现了从器件结构中自动提取掩膜版和工艺流程，而且消除了人工设计掩膜版和工艺流程的繁琐过程．应用实例表明，与传统的通过掩膜版设计MEMS器件结构的方法相比，该方法简洁、高效，更符合设计者所看即所得的思维方式．同时，SolidWorks软件作为开发MEMS辅助设计工具的基础平台，可以省去开发几何造型模块的任务，从而为新一代MEMS辅助设计工具的开发提供了新的思路．     

基于MEMS工艺微气体传感器结构与工艺设计

针对传统堆积式硅基微气体传感器制造工艺复杂的缺点,设计一种将Pt电极制成一层的共面式微气体传感器,利用有限元软件ANSYS对传感器的热性能进行了分析。结果表明:共面式微传感器的气敏薄膜表面工作区域的温度差在功耗为15 mW时约为7℃,且当功耗为13 mW时传感器温度便可达300℃。根据MEMS工艺设计了一套制造该结构传感器的工艺。该工艺可以与溶胶-凝胶法制膜工艺相兼容,且整个工艺只用到3块掩膜版,从而降低了工艺复杂程度,提高了产品成品率。     

基于功能块的计算机辅助工艺规划方法

为了使工艺规划柔性地适应制造资源的变化,将IEC61499标准定义的功能块(functionblock)应用到计算机辅助工艺规划方法中.把制造特征的制造信息、加工方法和控制信息封装在功能块中.建立了基于功能块的计算机辅助工艺的体系结构,给出了制造特征的形状、精度、材料等信息与基本功能块输入变量的映射方法,以及制造特征粗、精加工、监控过程与功能块方法的映射过程,详细阐述了执行控制图的执行过程.定义了制造功能组和组件功能块的概念,提出了制造特征分组的3个原则,介绍了复合功能块的生成步骤和执行过程.最后,以零件实例验证,零件中提取出14个制造特征,划分为4个特征制造组并映射为4个复合功能块,工艺规划结果以与/或图的形式给出.     

面向大规模定制的制造规划信息建模技术

研究大规模定制环境下零件制造规划的生成方法.以系统信息建模工具为基础.利用面向对象的系统分析法描述制造过程中静态和动态的特征信息,分析从零件设计到NC代码生成的制造规划过程中各层信息、活动及其相关关系,提出了采用特征层、零件层和系统层的三层决策机制建立制造规划模型.实现了从制造资源能力到加工计划的计算机辅助生成,以实例证明了该方法的可行性.     

硅基自屏蔽式MEMS带通滤波器

基于硅基深反应离子刻蚀、表面金属化、热压金-金键合等微机电系统（micro-electro-mechanical-systems,MEMS）加工工艺,并结合耦合系数设计方法,选用终端开路式交指结构,实现了一种应用于C波段的自屏蔽式MEMS带通滤波器.开发了该新型滤波器工艺加工流程,并基于高阻硅衬底成功实现了滤波器的制造和测试.测试结果表明,所制造的滤波器中心频率为3.96 GHz,频率误差为2.6%,通带内插入损耗约4 dB,驻波比小于1.2,相对带宽为20.7%,器件整体尺寸为7.0 mm×7.8 mm×0.8 mm,器件质量小于0.1 g,具有尺寸小、重量轻、性能高、造价低、可批量生产、易于单片集成等显著优点,适应了微波毫米波电路对于滤波器件小型化、轻质化、集成化发展的应用要求.      

采用薄片溶解工艺制造微机械惯性仪表的实验研究

介绍了一种用以制造微机械惯性仪表（包括微陀螺和微加速度计）的微机械体加工方法——体硅溶解薄片法。它包括硅片工艺、玻璃工艺和组合片工艺。整个工艺过程只需单面处理,三次掩膜。硅片工艺包括刻凹槽,深扩散和干法刻蚀三次工艺过程。玻璃上用剥离的方法形成引线和电极的金属层。然后将硅片和玻璃倒接,进行静电键合。最后腐蚀掉硅片背面未掺杂的体硅,从而分离出结构。本文结合微陀螺的具体结构,详细阐述了每一工艺过程的要点,并着重介绍了硅上刻高深宽比槽的技术。该方法形成的结构与衬底不易粘附,成品率高,制造成本低,可形成的结构图形多种多样。     

基于制造过程的产品建模研究

提出了一个基于制造过程的产品模型，将制造操作的概念引入基于历史的产品建模过程中，不仅描述了产品的几何形态，而且描述了产品的制造过程，包括制造过程中产品形态的变化情况以及相应的制造方法，从而为下游生产活动提供所需要的信息并充分体现面向制造的设计思想。     

集成环境下基于特征的CAD／CAPP零件信息集成的实现方法

在详细分析零件的ＣＡＤ特征模型与ＣＡＰＰ特征模型之间关系的基础上,提出了一种集成环境下基于特征的ＧＡＤ／ＣＡＰＰ系统信息集成的实现方法,系统采用参化特征描述法描述和输入零件信息,采用特征数据提取法从ＣＡＤ系统中提取ＣＡＰＰ系统需要的特征信息,在设计堆件的同时,即可产生工艺设计所需的特征信息,在设计零件的同时,即一工艺设计所需的全部信息,从而自动生成零件的加工工艺规程,达到了ＣＡＤ／ＣＡＰＰ系统的信     

微型三角件的微塑性成形技术研究

为研究微型零件的微塑性成形工艺,设计加工微型模具,借助扫描电镜对成形件的表面形貌进行观察和分析,用照片放大的方法测量成形件尺寸,分析成形应力、摩擦等对成形的影响。结果表明增大成形应力有利于提高微塑性成形性能,成形件几何尺寸精度依赖于模具的尺寸精度,采用塑性成形工艺可以成形出微型零件。     

微动力机电系统的发展动态与展望

在阐述微动力机电系统研究意义的基础上,对其在国内外的发展动态及趋势进行了回顾,重点介绍了双区燃烧微涡轮机、微型往复式电力发生器、微转子发动机以及作者研究的微热光电动力系统．这种新型的微热光电系统具有无运动部件、热量利用效率高、制造成本低等优点．最后论述了微机电动力系统研究中面临的主要挑战,并重点总结了需要解决的一些基础问题．     

微细电火花加工关键技术研究

围绕微细电火花加工的实现,对微细电火花加工的关键技术进行了研究。开发出由蠕动式微进给机构、微小能量放电电源、微小电极线放电磨削机构、精密旋转主轴头、加工状态检测与控制系统等构成的微细电火花加工装置。探讨了微细电火花加工微小轴、高深宽比微小孔、非圆截面形状和三维结构成型、以及半导体硅材料等的工艺方法。实验加工出的微小轴和孔的最小直径分别小于２５μｍ和５０μｍ,最大深宽比分别超过２０和１０。     

“微时代”的网络问政——政务微博与政务微信

随着互联网的迅速发展,＂微时代＂的到来已成必然。简述了政务微博和政务微信的特点,分析了二者的不同点,展望了微博和微信动态多平台合作模式。     

微型热光电系统中的微燃烧室研究

微型热光电TPV(thermo photovoltaic)系统是一种新型的微动力系(Power MEMS)，微燃烧室是微型TPV系统中最重要的部件之一．为了获得较高的电能输出，希望燃烧室壁面的温度高且分布均匀．由于微燃烧室面容比大，热损失显著增加，这会导致着火困难并使火焰淬熄．为了分析微燃烧室中燃烧的可行性和确定有关影响因素，对不同材料、不同结构的微燃烧室在不同工况下进行了实验．结果表明，在一定的流量和混合比范围内，可以在微燃烧器内维持稳定的燃烧，并在燃烧室壁面形成均匀分布的高温．     

压电式微驱动器的应用研究

在分析常用微驱动器的基础上,设计了一种压电式微驱动器,采用柔性铰链机构实现无机械摩擦、无间隙的高灵敏度微驱动,利用柔性铰链杠杆放大原理增加了叠层式压电陶瓷位移输出．满足了在激光测量系统中作为移相器的工作要求．文章对柔性铰链机构进行了理论分析,建立了数学模型,采用有限元分析方法优化了机构的结构参数．     

微机械及其制造加工技术

介绍了微机械的概念及其特点，着重介绍了目前微机械的加工技术。     

MEMS反射镜建模及其控制实验研究

从经典二阶振荡系统的传递函数入手,根据MEMS反射镜的开环瞬态响应实验,对模型的参数进行辨识,考察了模型在静态状况下静电力和弹簧扭矩的关系.推导了阻尼系数和实验曲线之间的关系.这个关系对阻尼系数的辨识不需要考察微镜的尺寸和空气压力,从而可以减轻计算量并且保证了精度.最后,通过仿真和实验结果来验证参数辨识的正确性.在实验和仿真结果中,系统的超调量被大幅度减小,稳定时间可以控制在7 ms以内,验证了模型参数辨识的正确性.     

面向生物工程实验的微操作机器人

本文讨论了一台面向生物工程应用的微操作机器人系统的结构、功能和关键技术．首先，给出了它的硬件体系结构和逻辑结构，它由传感系统，控制系统和操作系统组成．其中传感系统由显微镜和ＣＣＤ摄象系统组成．其次，对微操作机器人系统的关键技术进行详细讨论．显微视觉是最主要的一项技术，基于此技术完成了两项功能，即微针的纵向定位和自动寻针．最后，给出了微操作机器人在生物ＰＣＲ反应实验中的一个成功的应用实例，证明了上述系统的有效性．     

采用光学非线性补偿的两轴微型太阳敏感器

卫星的小型化发展趋势相应地要求姿态敏感器件必须小型化。该文介绍了一种采用光学非线性补偿方法的两轴微型太阳敏感器技术。该敏感器在两个轴上的测量范围可以同时达到120°(±60°),测量精度优于0.1°,而其外结构尺寸只有50mm×50mm×25mm,总质量只有78g,总功耗小于24mW。其体积小、质量小、功耗低等特点可以满足微小卫星等航天系统对姿态测量敏感器部件的要求。该文给出了这种微型太阳敏感器的理论工作原理与实验测试结果。