《微系统设计》PPT课件

4学时
4学时 4学时


课堂讨论与机动
共 计：
3学时
32学时

上课时间： 每周五下午14:00~17:00，4学时/次
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课程基本情况介绍（四）

主要参考文献 1、Stephen D.Senturia (Professor of MIT),Micro System Design, Kluwer Academic Publishers,Third Printing,2001.
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课程基本情况介绍（三）

本课程讲述的内容


微系统设计与系统集成技术概论
微系统设计建模策略
3学时
8学时
微系统设计技术基础 （材料和工艺） 6学时


微系统的典型执行器功能设计
微系统的典型传感器功能设计 微系统的系统集成与封装基础
化 学
微系统技术 是多学科交叉 的研究领域
微光学 材料学
微热力学
微动力学 微机械学 微摩擦学
物理学
生物学
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微系统研发及产品生产流程

应用系统 微型化器件
设计技术和 制造工艺


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Power MEMS RF MEMS Bio MEMS ……
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代码中的校验
代码构造中的校验位
代码作为计算机的重要输入内容之一，其正确性直接影响到整个 处置任务的质量。
特别是人们反复誊写代码和将它经过人手输入计算机时，发 生错误的能够性更大。
为了保证正确输入，有认识地在编码设计构造中原有代码的根底 上，另外加上一个校验位，使它现实上变成代码的一个组成部分。
校验位经过事先规定的数学方法计算出来。 代码一旦输入，计算时机用同样的数学运算方法接输入的代 码数字计算出校验位，并将它与输入的校验位进展比较，以 证明输入能否有错。
③ 优化模块构造图设计；
构造化设计方法，采用类似于构造化分析的“自顶向下，逐层分 1、财务科担任工资发放的人员根据本人存档的上月工资发放清单和人事科送来的人员变动表誊写本月工资发放清单的前三项。
各行业协会和部委在财政部规定的根底上，制定了二级科目代码。
誊引写言错误，解例如1〞写成的7； 根本思想描画〔分解〕系统。构造化设计方法，首先以数据 ①以上新 是系总统体流数构据造流设图程计图阐为设明计书根；应该底具备的导内容出。 系统模块构造图〔功能构造图〕。在导出系统模块 构造图的过程中，以独立性、低耦合性、高内聚性作为模块划分的 经过总体设计阶段，采用构造化设计方法，以数据流图为根底导出了系统模块构造图，而详细设计那么是要给出模块构造中各个模块的内部过程的详细描画。
11平衡校验。平衡校验的目的在于检查相反工程间能否平衡。例如， 会计任务中检查借方会计科目合计与贷方会计科目合计能否一致。 又如银行业务中检查普通存款定期存款等各种数据的合计，能否 与日报表各种存款的分类合计相等等。
12对照校验。对照校验就是将输入的数据与根本文件的数据相核对， 检查两者能否一致。例如，为了检查销售数据中的用户代码能否 正确，可以将输入的用户代码与用户代码总表相核对。当两者的 代码不一致时，就阐明出错。当然，凡是出现新的用户，都应该 先补入用户代码总表。

LIGA技术在微系统制造工业中被 广泛地推广和应用，成为微系统加 工的一种重要特种微机械加工工艺
不足：掩模版、光刻技术难度大， 成本高
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§2.1 微系统制造技术分类
准LIGA工艺
UV-LIGA：美国威斯康星大学Henry Guckle教授等在1990 年研究开发出的工艺，用深紫外光的深度曝光来代替LIGA 工艺中的同步X射线深度曝光。用于刻蚀中等厚度光刻胶。
对于微系统的制造来说，就是设法用大机械制造小机械，小 机械制造微机械。
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§2.1 微系统制造技术分类
超精密机械加工制造技术
大机械制造小机械，小机械制造 微机械的这种加工方法在理论上 可以制造出任何形状的微型零件。
主要特点是：可用的材料比较多， 能加工的零件尺寸范围宽（微米 以上尺度的零件都可以加工）， 并且可以制造十分精致的复杂形 状，但制造成本相对比较高，不 太适合大批量的低成本制造，无 法与微电子电路实现单片集成制 造。
LIGA工艺制造技术包括光刻、电铸或铸塑这三个主要的工艺过 程。
LIGA制造技术类似于金属铸造加工的过程，可以用来制造许多 硅基底的微结构，可使用的材料也相对比较广泛。
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§2.1 微系统制造技术分类
LIGA工艺制造过程
光刻-电铸
§2.1 微系统制造技术分类
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§2.1 微系统制造技术分类
硅工艺制造技术的分类：体硅工艺（减法工艺） 和表面工艺（加法工艺）两种类型

电荷放大法)
（28）
.3
第28页/共39页
6.3 微弱信号处理
C-F方法
充电过程：开关闭合
i c dv dt
T1
CS
VB VA
I1
放电过程：开关断开
T2
CS VB VA I2 I1
（29）
f
1 T2 T1
VB
I1
VA CS
1
I1 I2
.3
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多谐振荡器 I1<I2
6.3 微弱信号处理
压力使极板间距改变。导致电容 值改变。
（18）.2
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6.2 集成微系统
4、集成陀螺仪
（19）.2
第19页/共39页
6.2 集成微系统
4、集成陀螺仪--执行器+传感器
（20）.2
第20页/共39页
6.2 集成微系统
4、集成陀螺仪--执行器+传感器
（21）.2
MEMS陀螺
第21页/共39页
有2 效:Cs放电到0电压。
IS FS Vref CS
（30）
.3
第30页/共39页
6.3 微弱信号处理
PWM方法
传感器以差分电容形式变化
（31）
.3
第31页/共39页
6.3 微弱信号处理
C-V 法(电容电桥法)
Vout
R2
RS R2
R3 R1 R3
E
（32）
差分
.3
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（27）
.3
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6.3 微弱信号处理
电容检测
➢ 传感电容～pf量级，电容变化～af量级 ➢ 噪声～信噪比问题