本文關(guān)鍵詞：基于“Top-Down”的MEMS集成設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： MEMS是新興的技術(shù)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景，世界各國(guó)都將其作為研究和發(fā)展的重點(diǎn)。但目前MEMS的發(fā)展面臨著產(chǎn)品研發(fā)周期長(zhǎng)、成本高等問(wèn)題，研究表明MEMS的設(shè)計(jì)水平落后于制造水平是問(wèn)題的原因所在。因此，人們通過(guò)尋求科學(xué)、系統(tǒng)、規(guī)范的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具以提高M(jìn)EMS的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)能力，以求降低MEMS產(chǎn)品的成本，推進(jìn)MEMS的產(chǎn)業(yè)化。目前，對(duì)MEMS設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)工具的研究已成為當(dāng)前MEMS研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。 本文針對(duì)MEMS多學(xué)科交叉、多影響因素等設(shè)計(jì)特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)電工程領(lǐng)域集成設(shè)計(jì)、快速原型設(shè)計(jì)、并行工程等先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，提出了基于“Top-Down”的MEMS集成設(shè)計(jì)方法。建立了該方法的結(jié)構(gòu)框架和設(shè)計(jì)流程，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，同時(shí)結(jié)合梳狀驅(qū)動(dòng)音叉振動(dòng)式微陀螺的樣件設(shè)計(jì)，對(duì)部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和實(shí)踐，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)流程的技術(shù)可行性。 首先，針對(duì)MEMS系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，提出了以集中參數(shù)建模方法解決MEMS系統(tǒng)的功能建模，以節(jié)點(diǎn)分析法解決不同功能元件的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，以混合信號(hào)硬件描述語(yǔ)言作為系統(tǒng)建模和仿真的基礎(chǔ)，并以此建立MEMS元件庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，，根據(jù)所建立的微陀螺的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合Saber軟件平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)建模及仿真。 其次，根據(jù)微陀螺系統(tǒng)級(jí)仿真優(yōu)化的結(jié)果建立了微陀螺器件的實(shí)體模型，利用版圖文件交換標(biāo)準(zhǔn)CIF和Solidworks的二次開(kāi)發(fā)接口實(shí)現(xiàn)了從三維實(shí)體到二維版圖的數(shù)據(jù)傳遞，并據(jù)此完成了微陀螺的版圖設(shè)計(jì)。 最后，結(jié)合MUMPS標(biāo)準(zhǔn)工藝，研究并制訂了微陀螺的工藝流程，對(duì)表面加工工藝進(jìn)行了建模和仿真研究，利用VRML語(yǔ)言和器件的版圖文件實(shí)現(xiàn)了器件的三維實(shí)體重構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了加工工藝過(guò)程可視化仿真。 研究表明，基于“Top-Down”的MEMS集成設(shè)計(jì)方法能有效地進(jìn)行微陀螺等慣性器件的研究，具有一定的通用性。
【關(guān)鍵詞】：微型機(jī)電系統(tǒng) 集成設(shè)計(jì) Top-Down方法 系統(tǒng)級(jí)建模 混合信號(hào)仿真 版圖自動(dòng)生成 工藝仿真
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號(hào)】：TH703
【目錄】：

• 第一章 緒論8-17
• 1.1 MEMS技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)8-10
• 1.2 當(dāng)前MEMS發(fā)展面臨的兩大挑戰(zhàn)10-12
• 1.3 MEMS設(shè)計(jì)方法的研究意義及現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 MEMS設(shè)計(jì)概述12-13
• 1.3.2 MEMS設(shè)計(jì)方法的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文研究的意義和內(nèi)容16-17
• 第二章 基于“Top-Down”的MEMS集成設(shè)計(jì)方法17-30
• 2.1 微型機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)17-19
• 2.2 MEMS集成設(shè)計(jì)的基本概念19-21
• 2.3 MEMS集成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計(jì)流程21-26
• 2.3.1 系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.2 器件級(jí)設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.3 工藝級(jí)設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.4 MEMS集成設(shè)計(jì)流程25-26
• 2.4 MEMS集成設(shè)計(jì)的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)26-29
• 2.4.1 系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)26-28
• 2.4.2 器件級(jí)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)28-29
• 2.4.3 工藝級(jí)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第三章 MEMS系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)30-51
• 3.1 引言30
• 3.2 梳狀驅(qū)動(dòng)音叉振動(dòng)式微陀螺系統(tǒng)模型30-33
• 3.2.1 微陀螺設(shè)計(jì)原型及工作原理30-31
• 3.2.2 梳狀驅(qū)動(dòng)音叉振動(dòng)式微陀螺的數(shù)學(xué)模型31-33
• 3.3 MEMS系統(tǒng)級(jí)建模與分析33-38
• 3.3.1 集中參數(shù)建模方法34-37
• 3.3.2 節(jié)點(diǎn)分析方法37-38
• 3.4 MEMS元件庫(kù)技術(shù)38-45
• 3.4.1 MEMS元件庫(kù)結(jié)構(gòu)38-39
• 3.4.2 MEMS元件建模實(shí)例39-45
• 3.4.2.1 梁的力學(xué)模型分析39-43
• 3.4.2.2 梁的硬件描述語(yǔ)言建模43-45
• 3.4.2.3 梁的建�？梢暬�45
• 3.5 微陀螺系統(tǒng)級(jí)建模及仿真45-50
• 3.6 小結(jié)50-51
• 第四章 器件級(jí)設(shè)計(jì)與基于實(shí)體的版圖生成51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 微陀螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)體建模51-53
• 4.3 版圖轉(zhuǎn)換器方案設(shè)計(jì)53-57
• 4.3.1 版圖文件交換標(biāo)準(zhǔn)53-55
• 4.3.2 實(shí)體到版圖的轉(zhuǎn)換方案設(shè)計(jì)55-57
• 4.4 微陀螺的版圖設(shè)計(jì)57-63
• 4.4.1 微陀螺的三維實(shí)體到二維版圖轉(zhuǎn)換57-59
• 4.4.2 微陀螺的版圖修正59-63
• 4.5 討論63-64
• 4.6 小結(jié)64-65
• 第五章 工藝級(jí)設(shè)計(jì)及工藝過(guò)程仿真65-78
• 5.1 引言65
• 5.2 MUMPS加工工藝65-67
• 5.3 微陀螺的工藝設(shè)計(jì)67-71
• 5.3.1 關(guān)鍵工藝步驟設(shè)計(jì)67-69
• 5.3.2 微陀螺工藝流程69-71
• 5.4 加工工藝建模71-74
• 5.4.1 薄膜沉積72-73
• 5.4.2 薄膜刻蝕73-74
• 5.5 加工工藝過(guò)程可視化仿真74-77
• 5.5.1 基于VRML的工藝過(guò)程仿真技術(shù)74-76
• 5.5.2 工藝過(guò)程仿真算法及仿真實(shí)現(xiàn)76-77
• 5.6 小結(jié)77-78
• 結(jié)束語(yǔ)78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 附錄1 梁的硬件描述語(yǔ)言模型85-89

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 唐華鋒,苑偉政;MEMS工藝集成化設(shè)計(jì)及其可視化[J];微納電子技術(shù);2003年Z1期

2 嚴(yán)宇才;張端;;微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀和展望[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2011年04期

3 朱林;徐進(jìn)良;孔凡讓;王海鳴;;虛擬裝配技術(shù)在硅基微燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];光學(xué)精密工程;2008年06期

4 張長(zhǎng)富;蔣莊德;盧德江;任泰安;王久洪;;基于三維特征的微機(jī)電系統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 孫廣毅;高深寬比微納結(jié)構(gòu)模擬、加工及應(yīng)用[D];南開(kāi)大學(xué);2010年

2 林謝昭;靜電微器件的模型自由度縮減方法研究[D];浙江大學(xué);2010年

3 朱林;硅基微尺度燃燒器燃燒特性與結(jié)構(gòu)失效的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

4 胡偉;面向MEMS產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的多模式實(shí)例檢索與評(píng)價(jià)方法研究[D];華南理工大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 唐軍;單芯片集成加速度計(jì)陀螺儀設(shè)計(jì)研究[D];中北大學(xué);2006年

2 王濤;三軸硅微加速度計(jì)的集成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

3 李紅衛(wèi);微流控芯片系統(tǒng)級(jí)建模研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

4 馬穎蕾;八梁固支壓阻加速度傳感器及測(cè)試電路[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于“Top-Down”的MEMS集成設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：254805