微机电糸统设计与制造 姜骠、夏宇宏 2005.2
微机电系统设计与制造 姜洪源、夏宇宏 2005.2
课程介绍的至要内容 ■1、微机电系统概论 2、微机电系统功能材料 ■3、微机械加工制造技术 "4、微机械执行器 5、微机械传感器 6、微机械弱信号检测与处理 7、微机电系统设计技术 8、微封裝、微构件及微尺寸效应
课程介绍的主要内容 ◼ 1、微机电系统概论 ◼ 2、微机电系统功能材料 ◼ 3、微机械加工制造技术 ◼ 4、微机械执行器 ◼ 5、微机械传感器 ◼ 6、微机械弱信号检测与处理 ◼ 7、微机电系统设计技术 ◼ 8、微封装、微构件及微尺寸效应
至要教材及参考书 莫锦秋梁庆华等,《微机电系统设计与制造》,化 学工业出版社,20043 刘广玉樊尚春等,《微机械电子系统及其应用》, 北京航空航天大学出版社,2003.2 (美)徐泰然著,王晓浩等译《MEMS和微系统一 设计与制造》,机械工业出版社,20041 ■梅涛伍小平主编,《微机电系统》,化学工业出版 社,2003.1 [德J] WMenz小Mohr等著,王春海于杰等译《微系 统技术》,化学工业出版社,2003.9
主要教材及参考书 ◼ 莫锦秋 梁庆华等，《微机电系统设计与制造》，化 学工业出版社，2004.3 ◼ 刘广玉 樊尚春等，《微机械电子系统及其应用》， 北京航空航天大学出版社，2003.2 ◼ （美）徐泰然著，王晓浩等译《MEMS和微系统— 设计与制造》，机械工业出版社，2004.1 ◼ 梅涛 伍小平主编，《微机电系统》，化学工业出版 社，2003.1 ◼ [德]W.Menz J.Mohr等著，王春海 于杰等译《微系 统技术》，化学工业出版社，2003.9
第一章 微机电系统概论 (微机电系统的起源、国内外发展现状及应用)
第一章 微机电系统概论 （微机电系统的起源、国内外发展现状及应用）
简介 机械与机电系统;宏观机电系统与微机电系统 微机电系统: 它是以微传感器、微执行器以及驱动和控制电路为基 本元器件组成的、可以活动和控制的、机电合一的微机 械装置。 特点: 1、学科交叉(力学、机械、电学、光学、电磁学、生 物、化学等学科)2、微型化、集成化和智能化;3 低成本批量化;4、应用广泛(军民两用)5、高新技 术 微机电系统的相关术语: MEMS( Microelectromechanical Systems)(美国) Micro machine(日本)
简 介 ◼ 机械与机电系统；宏观机电系统与微机电系统 ◼ 微机电系统： 它是以微传感器、微执行器以及驱动和控制电路为基 本元器件组成的、可以活动和控制的、机电合一的微机 械装置。 ◼ 特点： 1、学科交叉（力学、机械、电学、光学、电磁学、生 物、化学等学科）2、微型化、集成化和智能化；3、 低成本批量化；4、应用广泛（军民两用）5、高新技 术。 ◼ 微机电系统的相关术语： MEMS(Microelectromechanical Systems)（美国） Micro Machine （日本） Micro System Technology （欧洲）
微机电系统的组扆 ■微机械电子系统(微机电系统)的组成: 一般可定义为由微米和纳米加工技术制作而成的,融机、 电、光、磁以及其他相关技术群为一体的,可以活动和 控制的微工程系统。目前,人们泛称其为MEMS。它是 以微传感器、微执行器以及驱动和控制电路为基本元器 件组成的、自动化性能高的、可以活动和控制的、机电 合一的微机械装置。 用它进行的操作是极其微细的,有的操作已经到了单个 细胞乃至分子范筹;有的微型敏感元件能敏感到单个原 子,能进行原子量级的探测。如此细微的工作状况,用 肉眼是不能分辨的,必须借助显微术或专用仪器来观察 和控制
微机电系统的组成 ◼ 微机械电子系统(微机电系统)的组成： 一般可定义为由微米和纳米加工技术制作而成的，融机、 电、光、磁以及其他相关技术群为一体的，可以活动和 控制的微工程系统。目前，人们泛称其为MEMS。它是 以微传感器、微执行器以及驱动和控制电路为基本元器 件组成的、自动化性能高的、可以活动和控制的、机电 合一的微机械装置。 用它进行的操作是极其微细的，有的操作已经到了单个 细胞乃至分子范筹；有的微型敏感元件能敏感到单个原 子，能进行原子量级的探测。如此细微的工作状况，用 肉眼是不能分辨的，必须借助显微术或专用仪器来观察 和控制
微机电系统的发展状况 微机械电子系统,即微机械技术,是20世纪80年代后 期国际上兴起的一项高技术。它以集成电路技术、表面 加工技术和纳米精加工技术为基础,具有极大的学科交 叉性,微机电系统的设计与制造涉及到设计、材料、制 造、测试、控制、能源以及连接等相关技术。与传统机 械系统相比,除在尺度上很小外,它还是一种高度智能 化和高度集成化的系统。微机电系统的研究是制造技术 上的一场革命,在21世纪的机械发展过程中将占有主导 地位。 微机械技术将是一项新兴的产业,会优先在生物、医 疗、航空、航天、电子产品、过程控制及测试技术等领 域获得广泛的应用
微机电系统的发展状况 ◼ 微机械电子系统，即微机械技术，是20世纪80年代后 期国际上兴起的一项高技术。它以集成电路技术、表面 加工技术和纳米精加工技术为基础，具有极大的学科交 叉性，微机电系统的设计与制造涉及到设计、材料、制 造、测试、控制、能源以及连接等相关技术。与传统机 械系统相比，除在尺度上很小外，它还是一种高度智能 化和高度集成化的系统。微机电系统的研究是制造技术 上的一场革命，在21世纪的机械发展过程中将占有主导 地位。 微机械技术将是一项新兴的产业，会优先在生物、医 疗、航空、航天、电子产品、过程控制及测试技术等领 域获得广泛的应用
集尿电路技术的效展 图1-2第一个集成电路(1958年 图1-3第一个平面晶 第一个晶体管(1947年) 体管(1959年)
集成电路技术的发展
米辱体晶体管计算机 图1-151947年的 ENIAC数字计算机
半导体晶体管计算机
上世纪末的计算机片 图1-16小型化了的 ENIAC (征得宾夕法尼亚大学工程和应用科学学院(原Mooe电子工程学院)许可
上世纪末的微型计算机芯片