微机电系统动态测试技术的发展及应用

微机电系统动态测试主要是对微结构的微小位移和变形进行测试研究,其结果直接影响微结构的运动特征和功能,因此在微机电的发展过程中非常重要.随着MEMS的迅速发展,对测试技术不断提出新的要求,尤其是MEMS动态测试面临前所未有的挑战,为此对国内学者在MEMS动态测试技术方面的研究成果进行了归纳总结,分析了其应用场合和测试范围,其中非接触式光学测试方法在MEMS动态测试中备受关注,多种方法相结合的综合测试技术成为MEMS动态测试技术的主要发展方向.     

基于机器微视觉的MEMS平面微运动测试技术

随着微电子机械系统(MEMS)研究的深入和产业化的需求,检测技术在MEMS中的重要性越来越大。基于机器微视觉原理组建MEMS动态测试系统,在此系统之上,提出模糊图像合成技术对MEMS器件的平面微运动特性如谐振器的运动幅度、谐振频率等重要参数进行了测试,给出了测量结果,并对测试结果进行了分析和讨论。     

光反射法微摩擦测试仪

为研究MEMS的微摩擦需设计一种能够测量微米尺度样品摩擦特性的专用仪器,尤其是能进行微机构摩擦力和正压力测试的大范围、高灵敏度的微摩擦检测装置。给出了一种基于光反射法的微摩擦测试仪的设计方法,介绍了该仪器的设计原理、测力传感器的结构设计、仪器的标定方法。硅测力传感器采用MEMS工艺制作,具有变形量大、线性度好、灵敏度高等优点。实验结果表明,该测试仪能满足微机电系统微摩擦测试的需要。     

纳米硬度计及其在微机电系统中的应用

微机电系统（MEMS）技术的迅速崛起，推动了对其所用材料和结构的力学性能研究。本文简要介绍纳米硬度技术的发展、理论模型和MTS公司的NanoInkdenterXP系统的配置、测量原理及功能。并根据我们的一些研究结果，说明它在微机电系统中的应用。     

微细加工技术与应用

微细加工技术是现代机电领域新兴学科微机电系统（MEMS）研究的关键技术之一。分析了近年来微机械领域的主要微细加工方法、能达到的加工尺度与水平、加工范畴及应用;阐述了微细加工技术的发展趋势。     

微/纳机电系统

微机电系统（MEMS）和纳机电系统（NEMS）是微米／纳米技术的重要组成部分。MEMS已在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段，分析了微／纳机电系统的发展特点，简要地介绍了典型的MEMS和NEMS器件及系统后，讨论了MEMS和NEMS发展中的几个问题以及它们的发展前景。     

MEMS节点化建模及其在集成微系统设计中的应用

为实现MEMS产品的快速设计和性能验证,在借鉴其结构化设计思想即节点分析法的基础上,提出了一种与常规信号流类比不同,适于集成微机电系统快速仿真的等效电路建模思路和方法。首先,对系统及MEMS器件进行功能及结构分解;然后,分别对各基本单元进行节点化建模,并在一定的机电类比规则下将其转换为等效电网络(元件);最后,根据节点变量约束关系,将这些等效网络(元件)逐层重构为器件级和系统级等效电路。结合一类典型MEMS集成系统——梳齿式静电反馈微加速度计的分析实例,对上述方法进行了具体介绍和验证。利用OrCAD等电路仿真器分析、测试了所建立的体现多能域耦合关系的微系统数字化分析原型,结果显示,相对于VHDL-AMS描述法,该模型具有单一域内的更加直观的模型形式和快捷的仿真速度,表明本文提出的方法在复杂MEMS集成系统的分析设计中具有一定的应用价值。     

三级建模微型机电系统多学科优化设计法

针对微型机电系统(MEMS)设计所存在的多学科交叉、周期长等问题,以自顶向下的三级建模法为基础,结合多学科优化设计法,提出了基于三级建模的微型机电系统多学科优化设计法.该方法既保持了三级建模法设计效率高的优点,又能够很好地解决MEMS设计中多学科耦合的问题,比较适合复杂MEMS的设计任务,可以进一步提高设计效率.该方法在微加速度计设计中的应用,证明了该方法在MEMS设计中的有效性.     

MEMS及微系统的计算机模拟与辅助设计

介绍了MEMS CAD的特点及MEMS与微系统的设计方法,对MEMS CAD系统中的系统级、器件行为级、器件物理级及工艺级等各级仿真器的特点、相互关系及在MEMS CAD中的作用进行了分析,并对MEMS CAD方法、MEMS与微系统的EDA工具进行了综述.     

模数≤0.06 mm的微行星齿轮减速器的CAD/CAM技术

微机电系统（MEMS）是近年来兴起的一门新兴技术,微行星齿轮减速器是微机电系统中的重要器件。在模数≤0.06mm的微行星齿轮减速器的研制中,引入CAD/CAM技术,并成功的设计制造出了样机。     

基于块匹配的MEMS平面纳米精度运动测量

MEMS谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数, 为MEMS器件的设计提供重要参考。本文提出一种基于块匹配方法的灰度补偿亚像素运动估计算法。该算法可以对因图像灰度变化而引起的误差进行补偿,实现纳米级分辨力测量。利用该算法对MEMS器件的运动历程做分析,得到特定驱动频率下MEMS器件的幅度－相位曲线。实验结果表明,该方法测量重复性为5nm。     

面向MEMS构件在线检测和三维外型测量的立体视觉系统

开发了可用于MEMS微制造和微装配过程的一种面向MEMS构件的在线监测和三维外型测量的视觉系统。介绍了该系统的设计、结构、工作原理及实现，并讨论了立体视觉模块的一些关键技术。参考微操作系统的原理，将立体视觉技术引入MEMS构件的检测，实现了由体视显微镜和一个CCD摄像机构建光学系统的三维外型视觉测量系统。实验结果表明，该系统是一种有效的三维检测解决方案。加以少量结构改进，该系统可以用于微制造和微操作过程中对MEMS构件的在线监测和三维外型的视觉测量。     

基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统

微机电系统(MEMS)动态应力的瞬态特性决定了传统的应力测试系统无法直接满足它的测试需要。介绍了一种依据高频调制原理设计实现的基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统,该测试系统是一个典型的光—机—电集成的MEMS测试系统。利用此测试系统对硅微谐振器支撑梁根部的单点进行了动态应力测试,测试结果与理论分析相吻合。实验表明,此测试系统具有高精度、非接触式、无损伤等特点,能很好地满足MEMS动态应力测试的需求。     

基于相位相关技术的MEMS旋转角度的高分辨力测量方法

实现MEMS微结构周期运动过程中各个时刻的旋转角度及其动态特性参数的高分辨力测量, 为提高MEMS器件的性能和可靠性分析提供重要参考。针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列,提出了一种基于相位相关技术与Radon变换技术相结合的旋转角度测量方法。该方法通过Radon变换将图像的空间坐标转换为极坐标的参数空间,使得空间坐标的旋转投影为参数坐标得平移运动,再通过相位相关技术的亚像素运动估计算法,可得到物体旋转角度的高分辨力测量结果。实验结果表明,该方法旋转角度测分辨力优于0.01°。该方法可以有效的减少由于旋转产生形变对测量结果的影响,提高测量结果的稳定性和减少测量误差。     

MEMS三维动态测试系统的同步控制方法

为使M EM S(m icro e lectro m echan ica l system)三维静动态测试自动可靠地进行,基于测试系统的测量原理及其精确同步控制要求,提出了相应的计算机同步控制方法。详细讨论了同步控制的设计实现及关键技术。通过对压力传感器膜和硅微陀螺仪的静动态测试,验证了同步控制的准确性和可靠性。     

微机电系统（MEMS）促进测量学发展

本文从纳米、超微角位移测量、及力学、声学、医学测量诸方面说明MEMS促进测量学的发展。通过所举范例,可以看出MEMS在各方面促进测量学发展及其深远的科学意义。其中超微角位移测量的构想以往资料未见,是创新。     

基于功能特性的MEMS表面结构三维测量评定探索

MEMS表面结构质量对其功能特性具有重要的影响,本文专门探索研究了MEMS表面结构三维测量评定,主要分析了其表面结构质量对其功能特性影响,并举例进行了分析;提出了基于功能特性的MEMS表面结构三维测量评定综合参数、测量评定流程方案.     

MEMS技术的研究现状和新进展

介绍MEMS技术几个主要方面的研究现状和最新进展:MEMS的加工技术、封装技术、检测技术。阐述MEMS技术仍面临的问题。     

部分国家/地区支持推动MEMS发展的举措

微机电系统(MEMS)是基于微机械或微电子技术的微型机电器件或系统,主要包括微传感器、微执行器和微系统等。MEMS由于尺度小,集成度高,功能灵活强大,使人类的操作、加工能力延伸到μm级空间,同时作为新兴的高技术产业,已成为世界各国政府竞相争夺的技术制高点之一。介绍了世界上部分国家和地区在推动MEMS发展方面的各种政策措施,并对我国MEMS的发展具有启示作用。     

微机电系统静动态测试技术研究

在中国国家863高技术发展计划MEMS重大专项课题《MEMS动态特性频闪干涉视觉三维测量技术及系统》资助下，研发微机电系统(Micro Electro Mechanical System , MEMS)动态特性三维测量技术与系统。对已有的微几何量、微材料力学性能和MEMS动态参数测试方法进行研讨。 几何尺寸和表面形貌轮廓的测量是MEMS测量的基础。二维微几何量检测采用普通光学显微镜和扫描电子显微镜。表面形貌测量大致可分为接触式测量和非接触式测量，机械触针式轮廓仪是典型的接触式测量仪器，非接触式测量大多采用光学技术，主要有光针式轮廓仪，采用光切、干涉、投影光栅和微视觉等测量方法。