微机电系统与微机械学

分析了微型机电系统中产生的一系列特殊效应，介绍了微机电系统中新的设计理论和设计方法，以期建立微机械学理论体系。     

基于SMA的微夹持系统实验研究

微夹持技术是微器件装配的关键技术之一。采用柔性铰链机构设计了三自由度微夹持操作平台，并进行了有限元仿真模拟分析；利用形状记忆合金原理进行设计并研制了环状微夹钳，通过形状训练达到了双程形状记忆效应，并建立了微夹持力计算模型；对微夹持系统的运动精度进行了试验分析，结果表明：该系统沿X，Y，Z方向的位移分辨率达0．01μm，微夹持钳最大张开量达0．2mm，基本满足了系统性能要求。     

基于功能原理的微器件方案设计方法研究

针对微器件设计方法中的功能原理方案设计问题，提出了通过设计目录寻找子功能原理解，并通过原理解的组合形成设计方案的方法。基于功能效应原理解之间的映射关系建立了微器件的设计目录库。在把用户需求转化成系统总功能后，对总功能进行分解，利用微器件设计目录对子功能求解，由功能原理间的映射综合获得微器件的原理方案。通过原型系统的开发和实例验证，该方法对微器件的概念设计起到了指导作用。     

微机电系统CAD的研究分析

概述了微机电系统CAD的研究进展，重点介绍了国外在该领域的研究工作。针对其与传统机电系统的不同。总结了微机电系统CAD的技术特点，并据此提出了微机电系统的设计原则，还介绍了微机电系统CAD的系统模型、常用的软件设计方法以及目前存在的几个问题。     

微器件模板驱动的协同e-再设计工具的研究

概述了MEMS设计存在的不足，提出了在Web环境下进行微器件并行设计的框架结构。介绍了与微器件再设计相关的基本材料信息库的建立与完善，讨论了微器件模板的构成与模板库的索引，并建立了微器件在协同环境下的再设计流程以及相应的评价体系。系统通过集成信息资源、工程软件和数据库，实现Web-ASP结构下的MEMS设计中心，以提供在Internet环境下的微器件设计服务。     

微泵动态分析参数化建模系统开发研究

微泵动态性能分析是微泵设计中的重要环节，通常是利用有限元分析完成的，而现有的微泵有限元动态分析缺少参数化设计环境支持。针对这一现状，该文采用现代软件开发方式对微泵动态分析参数化建模系统（MDAPMS）进行了分析，采用UML、SQL server和JAVA分别对系统建模、系统数据库和系统软件进行了研究，开发出了MDAPMS原型工具软件，并以热驱动微泵为例进行示范验证，为微泵动态分析提供了一种新的手段。     

基亏∑-△调制技术的微加速度计系统研究

论述了∑-△调制器的基本原理，将∑-△调制技术应用于微加速度计系统，设计了一种新型的微加速度计，建立了系统模型。并对系统的频率特性进行了分析，表明基于该技术的微加速度计系统在工作频段内噪声能够得到有效的消除，且具有近似的线性相位。     

高精度微纳压印机液压系统设计与控制

介绍高精度微纳压印机的主体结构。详细说明作为微纳压印机重要组成部分的液压系统的设计参数选取方法，计算出主要参数，选择所需液压元件，设计出液压系统回路。采用PLC控制器现实液压系统的控制，液压系统压力被准确控制在工作范围之内，使得高精度微纳压印成为现实。     

微机电系统集成设计方法与实现技术

针对微机电系统设计所存在的多学科交叉、周期长等问题，提出自顶向下设计与自底向上修正的双向微机电系统集成设计方法，将设计流程分为系统级、器件级和工艺级三个阶层；以微惯性器件为典型对象研究了各阶层的关键实现技术，并在此基础上构建微机电系统集成设计平台；所进行的硅微加速度计设计实例说明平台的设计流程可行，同时平台所具有的系统级、器件级和工艺级的多设计入口以及各阶层的全参数化驱动设计功能可提高微机电系统设计的效率。     

微线段齿轮啮合仿真系统的研制

介绍了微线段齿轮的基本特性，齿廓曲线方程及计算机图形学的基本二维图形变换原理，给出了有关的基本变换程序代码，据此设计了微线段齿轮啮合仿真系统，对系统的主要功能及程序设计中的关键问题作了说明。     

射频微系统2. 5D/3D 封装技术发展与应用

2. 5D/3D 封装技术是满足未来射频系统更高集成度、更高性能、更高工作频率需求的主要手段。文中介绍了目前微系统2. 5D/3D 封装技术的发展趋势及硅通孔(TSV)、微凸点/ 铜柱、圆片级封装等先进的高密度封装技术,并关注了2. 5D/3D 封装技术在射频微系统领域的应用及挑战,为射频微系统集成封装技术研究提供参考。     

微型弯曲模制造

随着微机电系统技术的发展对微型制件需求的不断增长,以传统的微细加工方法成形微小制件难以满足微系统的应用要求,而用微型模具成形微小制件,具有生产效率高、制件质量稳定等优点,成为微成形加工领域的重要工艺发展方向。研究对实验所用的微型弯曲模进行了总体结构设计,得到了模具的装配图和零件图。在分析微细加工方法的技术特点的基础上采用微机械加工法加工模具,并在万能试验机上进行试验,试验表明,所冲制的弯曲件符合要求。     

有源相控阵天线集成设计

轻薄化、可扩展与低成本是现代有源相控阵天线的主要发展目标,集成化设计是实现这些目标的重要技术方法.针对高频段有源相控阵天线的基本特点,介绍了有源相控阵天线集成设计的基本概念.结合典型的应用实例重点研究了集成设计方法在有源子阵集成和天线结构框架集成上的应用,同时指出了存在的技术难点.最后介绍了有源相控阵天线集成技术的发展方向:微系统集成技术,并指出了其中的关键技术.     

MEMS研究的新进展——微型系统及其发展应用的研究

简要叙述了微电子机械系统(MEMS)研究中的多单元综合体--微型系统,包括它的种类、结构、工作原理及相关的特性。对其应用前景作了讨论,并提出了一些超前的设想     

一种新型微型空速计的研制

微型飞行器是应用MEMS技术的一种智能微系统,针对微型飞行器的要求,利用微型螺旋浆带动编码盘,采用单片机解码,研制了一种微型空速计,并制作了其演示系统。     

Packaging using hot-embossing with a polymeric intermediate mould

Hot embossing allows the high precision replication of features from a mould insert into thermoplastic materials. The technique has been developed mainly for microsystem applications, in particular, the manufacture of micro-optical and micro-fluidic components and systems. It can also be applied to packaging applications. We developed a specific process based on a two-step replication process utilizing hot embossing and a rigid polymeric intermediate mould, which allows the manufacture of complex three-dimensional shapes to realize a functional optical package for optical microsystems.     

Motion video image processing (MVIP) method for measuring microfluidic–structure interactions

In microsystem applications, many microstructures are submerged in fluid and their performances are directly influenced by the microfluidic–structure interactions. Characterizations of such interactions in microfluidic devices such as micropumps, microvalves, micro-viscometers, and biomedical related microfluidic chips, are essential to seek enhanced designs and design guidance. In this study, a hybrid microfluidic test chip with integrated microcantilever is fabricated on a polymer platform using soft lithography method for characterization of microcantilever–fluid interactions. A measurement technique based on the motion video image capture and processing (MVIP) is developed to measure the static and dynamic deflections of the microcantilever subjected to forces due to fluid within the microchannel. A peristaltic pump was used to generate fluid flows across the channel, which caused a pressure differential loading of the microstructure. The images of motion were processed to characterize the motion in terms of deflection, velocity and acceleration of the structure under different flow conditions. The validity of the proposed MIP method is illustrated through comparisons with finite element model of the microcantilever. The images acquired from the proposed MVIP method were further analyzed to estimate deflection mode shapes and natural frequencies of the microcantilever under fluid interactions.     

微系统及其商品化

讨论了微系统的命名法并把它扩至包括自然微系统。以物理法则是否变化为判据重新定义了微系统。阐明了微系统与微电子、宏系统、纳米系统三者的联系与区别。考察了国外微系统在领域医疗、信息、汽车工程、自动化环境与安全、日常生活６个领域的典型商品,分析了国际微系统商品化态势,找出了商品化中的技术制高点和突破口。提出了我国微系统商品化的发展思路。     

On the implementation of computed laminography using synchrotron radiation

Hard x rays from a synchrotron source are used in this implementation of computed laminography for three-dimensional (3D) imaging of flat, laterally extended objects. Due to outstanding properties of synchrotron light, high spatial resolution down to the micrometer scale can be attained, even for specimens having lateral dimensions of several decimeters. Operating either with a monochromatic or with a white synchrotron beam, the method can be optimized to attain high sensitivity or considerable inspection throughput in synchrotron user and small-batch industrial experiments. The article describes the details of experimental setups, alignment procedures, and the underlying reconstruction principles. Imaging of interconnections in flip-chip and wire-bonded devices illustrates the peculiarities of the method compared to its alternatives and demonstrates the wide application potential for the 3D inspection and quality assessment in microsystem technology.     

Tactile–optical probes for three-dimensional microparts

The dimensional measurement of microsystem components is a field of application that is gaining more and more importance. While optical probing systems offer a number of advantages, their performance is strongly affected by the varying optical properties of the measured surfaces. For this reason, tactile probing systems are essential to many fields of micrometrology. Since conventional tactile probing systems are not suitable for the measurement of microparts, there is a demand for new tactile probing systems that are specifically adapted to the requirements of micrometrology. The tactile–optical Werth Fiber Probe is an established solution within this scope of application. In the present paper, two recent approaches to adding full 3D capabilities to the fiber probe principle are proposed. First prototypes of these sensors are shown and the obtained results are discussed.