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作者简介

苑伟政，1961年生，教授，博士生导师，“长江学者”特聘教授。兼任中国微纳米技术学会理事、中国仪器仪表学会微纳器件与系统技术分会副理事长、中国机械工程学会微纳制造技术分会委员等，《机械工程学报》《传感技术学报》等编委。主要从事微机电系统研究，留法回国后在国内率先开展了MEMS集成设计、MEMS灵巧蒙皮、微机械准分子激光微细加工技术等前沿研究，并在微能源、微惯性器件以及微光学系统等方面形成了研究特色。获省部级科技一等奖3项、二等奖5项、三等奖5项。 　　常洪龙，1977年生，博士副教授。主要从事微惯性技术、微机电系统集成设计方法及相关技术的研究。近年来，主持了国家自然科学基金2项、国家高技术研究计划（“863”计划）项目2项，作为课题副组长主持完成国家高技术研究计划（“863”计划）项目2项，研发了国产MEMS集成设计工具（MEMS Garden）。发表论文30余篇，申请国家发明专利27项，授权10项，获省部级一等奖2项、二等奖2项、三等奖1项。

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内容介绍

《泛结构化微机电系统集成设计方法》提出和建立了泛结构化微机电系统集成设计方法，系统性地论述了其理论体系和关键技术。本方法是在对当前微机电系统集成设计工具的体系结构、基础理论、关键技术及发展趋势等方面进行归纳和总结的基础上，提出的一种新的方法和理论，是对当前通用的微机电系统结构化设计方法的重要发展和提高。依据本方法实现了国产微机电系统集成设计工具（MEMS Garden），并结合大量典型和复杂MEMS器件实例验证了本方法和设计工具的实用性和先进性。 《泛结构化微机电系统集成设计方法》可供微机电系统相关学科的科研人员参考。

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精彩书摘

微机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS）主要是指通过半导体工艺或其他微细加工工艺制造的微型机械。其英文缩写MEMS恰到好处地反映了其主要技术特点。MEMS一词中的第一个字母“M”，即Micro，代表这一技术是微型的。MEMS中典型结构的特征尺寸在微米量级，随着尺寸的缩小，显然会降低MEMS系统的功耗，增大其谐振频率，进而提高可靠性等。因此，可以说微型化是MEMS技术的一个最显著的特征。如此微小的结构当前仍主要通过硅基半导体工艺来进行实现，这也使得MEMS一般都具有批量化生产的优点。而目前快速发展的非硅工艺，如准分子激光、飞秒激光、电火花加工等手段也可以实现MEMS技术的微型化，并开始在MEMS领域中占据越来越重要的地位。MEMS中第二个字母“E”，即Electro，表明微机电系统是与“电”密不可分的。一方面，MEMS主要是以微型的传感器或执行器为主，那么对微弱电信号的拾取与调理必然是不可缺少的。另一方面，这个“E”也在某一程度上代表了这项技术是缘于微电子行业的。第三个字母“M”代表了结构、力学等与机械相关的东西。最后一个字母“S”代表了MEMS是一个相对完整的系统或子系统，具备一定的功能，并且该系统还往往可以在硅片上进行机械结构与控制电路的单片集成。 　　像微电子技术一样，MEMS技术也是一项使能性技术（EnablingTechnology），加上MEMS器件本身所具有的微型化、低功耗、高集成度等优点，其已经在航空、航天、汽车、医疗器械、消费电子等诸多领域都找到了很好的结合点。目前，全世界已经有超过130种的MEMS器件[1]，其中打印机喷头、微加速度计、微陀螺、微麦克风和数字微镜均已经实现了大规模的批量生产，销售额每年超过80亿美元（见图1-1）。根据Yole公司的市场预测，仅基于硅MEMS技术的MEMS市场在2010年就将超过100亿美元。 ……

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第1章绪论 1.1 微机电系统简介 1.2 微机电系统设计工具及设计方法简介 1.3 结构化MEMS设计方法及面临的挑战 1.4 泛结构化MEMS集成设计方法的提出 1.5 小结 参考文献 第2章泛结构化MEMS集成设计方法的理论体系 2.1 引言 2.2 集成设计体系 2.3 分层设计体系 2.4 柔性设计体系 2.5 创成设计体系 2.6 三维设计体系 2.7 小结 参考文献 第3章分层设计体系及实现技术 3.1 引言 3.2 系统级设计 3.3 器件级设计 3.4 工艺级设计 3.5 小结 参考文献 第4章柔性设计体系及实现技术 4.1 引言 4.2 系统级网表到工艺级二维版图的转换方法 4.3 系统级网表到器件级三维实体的转换方法 4.4 器件级三维实体到工艺级二维版图的转换方法 4.5 器件级到系统级的宏建模转换方法 4.6 工艺级二维版图到器件级三维实体的转换方法 4.7 工艺级二维版图到系统级模型的转换方法 4.8 小结 第5章创成设计体系及实现技术 5.1 引言 5.2 系统级创成式设计 5.3 器件级创成式设计 5.4 工艺级创成式设计 5.5 小结 参考文献 第6章宏建模方法及应用 6.1 引言 6.2 模型降阶的数学描述 6.3 线性MEMS系统宏建模方法 6.4 几何非线性MEMS系统宏建模方法 6.5 多域耦合MEMS宏建模方法 6.6 参数化模型降阶方法 6.7 宏建模方法的应用 6.8 小结 参考文献 第7章三维设计体系及实现技术 7.1 引言 7.2 系统级的三维设计 7.3 器件级的三维设计 7.4 工艺级的三维设计 7.5 小结 参考文献 第8章集成设计体系及实现技术 8.1 引言 8.2 集成设计工具的架构 8.3 集成设计环境的实现 8.4 小结 第9章设计工具应用及器件设计实例 9.1 引言 9.2 平面解耦式z轴陀螺 9.3 音叉电容式微机械陀螺 9.4 平面单轴加速度计 9.5 z轴加速度计 9.6 微型压力传感器 9.7 小结

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