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MEMS器件的制作方法随着微纳米技术的发展，MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）器件在各个领域中的应用不断扩大。
MEMS器件制作需要高精度加工工艺，下面将从制作流程、工艺步骤、设备及材料四个方面进行介绍。
制作流程MEMS器件的制作流程通常包括以下几个步骤：1.模板制作2.氧化硅层生长3.光刻制图4.反应离子刻蚀（RIE）5.辅助附加层制备6.模板蚀除7.处理后的器件释放根据具体的器件结构和加工要求，以上步骤可能会有所不同。
下面将对每个步骤进行详细介绍。
工艺步骤1. 模板制作制作MEMS器件首先需要制作出模板。
通常使用的材料有硅、石英和玻璃等。
其中，硅晶片是较为常见的一种选择。
制作模板的流程如下：1.取一块纯度高的硅晶片。
2.用光刻技术在硅晶片表面制作出相应的图形。
3.在图形覆盖的区域进行氧化处理，得到具有一定结构的氧化硅层。
4.利用反应离子刻蚀技术将不需要的氧化硅层刻蚀掉，得到带有结构的硅晶片。
2. 氧化硅层生长在模板制作完成后，需要进行氧化硅层的生长，其主要作用是保护下一步光刻过程中的细节部分和进行反应离子刻蚀时的保护作用。
实际操作中，利用化学气相沉积（CVD）或者热蒸发等技术在硅晶片表面均匀生长一层0.5–3厚度的氧化硅层。
3. 光刻制图在氧化硅层生长之后，通过光刻技术在氧化硅层上重复制图，以制备出所需的器件应用结构。
通常，光刻技术主要分为以下几个步骤：1.在硅晶片上涂覆光刻胶2.照射光刻胶3.清洗和蚀刻光刻胶4.对氧化硅层进行刻蚀4. 反应离子刻蚀在光刻制图之后，需要将氧化硅层刻蚀掉，从而形成MEMS器件的结构。
这一步骤采用反应离子刻蚀法，具体分为以下三个步骤：1.将硅晶片放置到反应离子刻蚀系统的刻蚀室内2.制备出刻蚀气体3.离子反应刻蚀5. 辅助附加层制备在刻蚀完氧化硅层之后，需要在MEMS器件上添加一层薄的金属，用于保护结构并增强其机械强度。
MEMS器件的计算机辅助设计方法和仿真研究【摘要】MEMS技术的进一步发展依赖于MEMS器件计算机辅助设计的发展和水平的提高。
系统级仿真和多能量场耦合是MEMS器件计算机辅助设计的核心环节。
提出了一种MEMS器件设计的参考方法，并对系统级仿真这一难点做了深入阐述。
关键词MEMS CAD 系统级仿真多能量场耦合1 引言MEMS作为一个新兴的强大的科学领域，虽然近年来取得了飞速的发展，但是相应的设计方法的发展却没有跟上时代的脚步。
尽管MEMS技术有微电子技术作支撑，而且通常使用IC平面制造技术，但它必须进行微机械所特有的三维加工，而且要求与集成电路工艺兼容，要完全解决好这一问题有一定的难度。
此外，MEMS 器件及系统的设计加工与传统的设计加工不同。
传统的设计加工思路是从零件到装配最后到系统，是自下而上的方法。
MEMS系统是采用微电子和微机械加工技术将所有的零件、电路和系统在通盘考虑下几乎同时制造出来，零件和系统是紧密结合在一起的，是一种自上而下的方法。
因此要采用新观念，站在系统高度来设计加工。
鉴于此，建立一套专门的适用的计算机辅助设计、分析和仿真的方法势在必行。
MEMS器件设计软件的发展始于2O世纪8O年代，许多商业机构和大学认识到MEMS CAD软件的重要性，纷纷投入大量的人力物力进行这方面的研究工作。
目前已经开发一些商用MEMS软件，这些系统对促进MEMS 的研究进展使之从实验室走向工业化起了很大的作用。
表1：主要几个典型的MEMS CAD软件软件名称开发单位特点CoventorWare Coventor公司功能最强、规模最大的MEMS专用软件，拥有几十个专业模块，功能包含MEMS器件设计、工艺和仿真。
MEMCAD MIT和 Microcosm公司功能比较齐全，可对设计制造全过程仿真。
还有一个流体分析模块，可对微泵，微阀进行分析。
IntelliCAD IntelliSense公司主要进行机_电_热的分析，在工艺仿真方面有大的灵活性，一个流体分析模块正在测试中。
《计算机辅助设计》课程综述作业——计算机辅助设计综述摘要: 结合《计算机辅助设计》课程的学习，阐明计算机辅助设计绘图技术的概念，以及Auto CAD的基本功能和用途。
从4 个方面综述了国内外计算机辅助工业设计技术的发展状况。
同时, 指出计算机辅助工业设计技术领域有待解决的关键技术问题及其发展趋势。
1 计算机辅助设计基本概念计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称cad。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
CAD还包含：电气CAD、外贸结算CAD、加拿大元、冠状动脉性心脏病、计算机辅助诊断、服装CAD等含义。
2 计算机辅助设计技术发展状况CAD(Computer Aided Drafting)诞生于60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。
70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。
80年代，由于PC机的应用，CAD得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。
当时VersaCAD 是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故不能普遍应用。
而当时的Autodesk公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。
同时，由于该系统的开放性。
因此，该CAD软件升级迅速。
当前, 国内外CA ID 的研究主要集中在计算机辅助造型技术、 CA ID 中的人机交互技术、智能技术以及新兴技术的应用研究等方面。
以下分别对这 4个方面作一综述, 并介绍当前一些著名的 CAD/CAM /CA PP 商品化软件中的工业设计模块。
2 . 1 计算机辅助造型技术的研究计算机辅助造型技术经过20 多年的探索, 已发展到特征造型和参数化、变量化设计阶段, 为实体模型向产品模型的转化铺平了道路。
当今的微机电系统（Micro Electro Mechanical System，简称MEMS）产业重点不断从单个的微机电系统器件向微机电系统产品转移，而且其中的机械、热、电、静电及电磁间耦合作用与机理日趋复杂，一些传统的工程设计方法(如经验设计法等)无法满足微系统的设计要求。
对微机电系统产品开发而言，这种反复尝试的设计方法、长设计周期以及微系统原型机的高昂费用导致了一种效率极为低下的、不切实际的情况。
目前，针对微机电系统的现代设计理论与方法已日益受到微机电系统CAD厂商以及高等院校的相关研究机构的重视，但对微机电系统大规模生产阶段的自动装配系统的研究较少。
微装配作为MEMS产业化过程中的一项重要技术理应受到重视。
在研究的过程中，我们查阅了大量国内外各方面的资料，发现迄今为止还没有一本书来系统讲解微装配的过程，于是我们项目组萌生了编写一本介绍微装配的书籍，希望对MEMS感兴趣的人在获取这方面知识的时候能够比我们来的容易些。
在现代产品设计过程中，装配技术作为检验设计质量的一个重要环节显得越来越重要。
而这个过程通常是用各种CAD设计软件来实现的，于是又出现了仿真的问题。
具体到MEMS，微装配与仿真更是一个有机的整体。
在设计MEMS时，要检验MEMS的可装配性，于是就要把MEMS系统进行建模仿真。
因此，有必要将两者联合起来进行论述。
“国家大学生创新性实验计划”作为教育部、财政部高等学校本科教学质量与教学改革工程的重要组成部分，是培养高素质创新型人才的重要举措之一。
该计划的实施，旨在培养大学生从事科学研究和探索未知的兴趣，从而激发大学生的创新思维和创新意识，锻炼大学生思考问题、解决问题的能力，培养其从事科学研究和创造发明的素质。
2007年，教育部批准了首批60所高校实施该计划项目，西安电子科技大学作为实施该计划项目的高校之一，已经有40个项目被正式列入“国家大学生创新性实验计划”，“MEMS自动装配系统的虚拟化研究”项目有幸成为其中之一。
MEMS制作流程1. 概述微机电系统（MEMS）是一种集成了微小机械结构、传感器、执行器和电子电路等功能的微型系统。
MEMS制作流程是将设计好的MEMS器件从初始材料开始，通过一系列工艺步骤逐步加工形成最终的器件。
本文将详细介绍MEMS制作的主要步骤和流程。
2. 设计在开始MEMS制作之前，首先需要进行器件的设计。
设计过程包括确定器件的功能、尺寸、材料选择等。
常见的MEMS器件包括压力传感器、加速度计、陀螺仪等。
3. 基础材料准备在进行MEMS制作之前，需要准备一些基础材料，包括硅片（通常为单晶硅或多晶硅）、玻璃基板、金属薄膜等。
这些材料将用于制作MEMS器件的基底和结构。
4. 硅片清洗由于硅片表面容易被污染，因此在进行后续工艺之前需要对硅片进行清洗处理。
清洗过程通常包括去除有机物和无机盐等污染物。
5. 硅片表面涂覆为了实现特定的功能，需要在硅片表面涂覆一层薄膜。
常见的涂覆方法包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等。
涂覆的薄膜可以是金属、绝缘体或半导体材料。
6. 光刻光刻是MEMS制作中非常重要的步骤，用于定义器件结构的形状和尺寸。
光刻过程包括以下几个步骤： - 涂覆光刻胶：将光刻胶均匀涂覆在硅片上。
- 预烘烤：将硅片放入烘箱中进行预烘烤，使光刻胶变得更加坚固。
- 掩膜对位：将掩模与硅片对位，并使用紫外线曝光机将掩模上的图案转移到光刻胶上。
- 显影：使用显影剂去除未曝光区域的光刻胶。
- 后烘烤：将硅片放入烘箱中进行后烘烤，使已曝光区域的光刻胶更加坚固。
7. 干法刻蚀干法刻蚀是用于将硅片上的材料去除或改变形状的工艺步骤。
常见的干法刻蚀方法包括反应离子刻蚀（RIE）、高密度等离子体刻蚀（DRIE）等。
通过控制刻蚀时间和条件，可以实现不同形状和尺寸的结构。
8. 软件控制在MEMS制作过程中，软件控制起着重要的作用。
通过软件控制，可以精确地控制各个工艺步骤的参数，如温度、时间、气体流量等。
第4章MEMS CAD辅助分析设计MEMS技术涉及力学、流体力学、热学、电学和电磁学等多学科交叉问题，MEMS器件作为新型器件，其设计已不再是传统意义上的设计，而是包含了新工作机理的探索和新器件结构的开发。
MEMS器件的设计需要综合多学科进行理论分析，这大大增加了设计参数选择的难度，常规的分析计算方法已无法应付设计需求。
所幸的是当今计算机技术的进步使得CAD技术在器件设计中得到广泛的应用，二维和三维计算机绘图技术的发展使我们能够对复杂的MEMS结构及版图进行计算机设计。
有限元技术的应用使得人们可以用精确的计算机数值求解方法来分析和预测器件的性能，对器件工作的静态、准静态和动态模拟成为可能，从而能够对MEMS器件结构和工艺进行计算机模拟和设计优化。
国外在20世纪90年代初就研究出了用于硅压力传感器设计的MEMSCAD软件(CAEMEMS)。
在MEMS的工艺模拟、器件的建模、仿真分析以及设计优化方面，90年代中期IntelliSense公司和Microcosm Technologies公司已开始提供商业专业软件IntelliSuite和MEMCAD，可用于三维MEMS的工艺和器件模拟及设计优化。
其中Microcosm开发的MEMS 计算机辅助设计分析集成工具MEMCAD现已发展到4.5版本。
Illinois大学开发的ACES软件可用于硅湿法腐蚀、砷化嫁湿法腐蚀和RIE腐蚀工艺的模拟。
应用ACES可根据设计的版图和刻蚀条件得出腐蚀后的三维MEMS结构，ACES beta1和beta2还作为免费软件在国际互连网上提供下载。
除了专业软件外，许多有限元分析软件已用于MEMS器件的建模、分析和模拟，其中ANSYS作为大型有限元分析软件在MEMS器件的设计和模拟方面的成功应用，已得到MEMS设计者的青睐。
ANSYS软件包包含了力、热、声、流体、电、电磁等分析模块,其耦合场分析部分还包含了MEMS器件常用的压电分析。
（完整版）MEMS的主要⼯艺类型与流程MEMS的主要⼯艺类型与流程（LIGA技术简介）⽬录〇、引⾔⼀、什么是MEMS技术1、MEMS的定义2、MEMS研究的历史3、MEMS技术的研究现状⼆、MEMS技术的主要⼯艺与流程1、体加⼯⼯艺2、硅表⾯微机械加⼯技术3、结合技术4、逐次加⼯三、LIGA技术、准LIGA技术、SLIGA技术1、LIGA技术是微细加⼯的⼀种新⽅法，它的典型⼯艺流程如上图所⽰。
2、与传统微细加⼯⽅法⽐，⽤LIGA技术进⾏超微细加⼯有如下特点：3、LIGA技术的应⽤与发展4、准LIGA技术5、多层光刻胶⼯艺在准LIGA⼯艺中的应⽤6、SLIGA技术四、MEMS技术的最新应⽤介绍五、参考⽂献六、课程⼼得〇、引⾔《微机电原理及制造⼯艺I》是⼀门⾃学课程，我们在王跃宗⽼师的指导下，以李德胜⽼师的书为主要参考，结合互联⽹和图书馆的资料，实践了⾃主学习⼀门课的过程。
本⽂是对⼀学期来所学内容的总结和报告。
由于我在课程中主讲LIGA技术⼀节，所以在报告中该部分内容将单列⼀章，以作详述。
⼀、什么是MEMS技术1、MEMS的概念MEMS即Micro-Electro-Mechanical System，它是以微电⼦、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执⾏器和微系统等。
⼀般认为，微电⼦机械系统通常指的是特征尺度⼤于1µm⼩于1nm，结合了电⼦和机械部件并⽤IC集成⼯艺加⼯的装置。
微机电系统是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿⾼技术，是未来的主导产业之⼀。
MEMS技术⾃⼋⼗年代末开始受到世界各国的⼴泛重视，主要技术途径有三种，⼀是以美国为代表的以集成电路加⼯技术为基础的硅基微加⼯技术；⼆是以德国为代表发展起来的利⽤X射线深度光刻、微电铸、微铸塑的LIGA( Lithograph galvanfomung und abformug)技术，；三是以⽇本为代表发展的精密加⼯技术，如微细电⽕花EDM、超声波加⼯。
新药开发中的计算机辅助设计技术综述在当今医药领域中，新药开发是一个相当复杂而且耗时的过程。
然而，随着技术的不断进步，计算机辅助设计技术已经成为新药开发中不可或缺的工具和方法。
本文将对新药开发中的计算机辅助设计技术进行综述，介绍其在药物发现和设计、药效预测和剂量优化等方面的应用。
首先，计算机辅助设计技术在药物发现和设计中扮演着重要角色。
传统的药物发现通常基于大量的实验和筛选，这既昂贵又耗时。
然而，计算机辅助设计技术通过融合计算化学、分子模拟和机器学习等方法，可以高效地筛选和设计新药。
例如，分子对接技术可以预测药物分子与靶点之间的结合模式，从而帮助研发人员优化药物分子结构。
此外，计算机辅助设计还利用分子描述符和量子力学计算等方法，对药物分子进行虚拟筛选和可行性评估。
通过这些技术，研发人员可以快速地从海量的化合物库中挑选出有潜力的候选药物。
其次，计算机辅助设计技术在药效预测方面也发挥了重要作用。
药物的有效性往往与其与靶点的相互作用密切相关。
通过计算机辅助设计技术，研发人员可以模拟药物分子与靶点结合的过程，并预测其生物活性。
例如，分子动力学模拟技术可以模拟药物分子在生物环境中的行为，从而预测其与靶点之间的相互作用。
此外，结构-活性关系模型和量化构效关系等方法也可以用来预测药物的生物活性。
通过这些预测方法，研发人员可以在实验前预测药物的活性，从而节省时间和资源。
最后，计算机辅助设计技术对药物剂量优化也起到了关键作用。
药物的剂量是药物疗效和安全性的重要参数，过高或过低的剂量都可能导致治疗效果不佳或产生不良反应。
通过计算机辅助设计技术，研发人员可以模拟药物在体内的代谢和排泄过程，并预测其在不同剂量下的药物浓度变化。
例如，药物动力学模型可以模拟药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，从而优化药物剂量和给药方案。
此外，药物动力学-药效学模型也可以预测药物在不同剂量下的疗效和安全性。
通过这些研究，研发人员可以更加准确地确定药物的最佳剂量，并最大限度地提高治疗效果和降低不良反应。
电子制造业中的MEMS制造技术使用技巧总结MEMS制造技术在电子制造业中扮演着重要的角色。
MEMS，即微型电子机械系统，是一种集成了微机电技术和电子技术的微型器件，具有高度集成、高性能以及低成本的特点。
在电子制造领域中，MEMS制造技术的使用技巧对于确保产品质量和提高生产效率至关重要。
本文将总结电子制造业中MEMS制造技术使用技巧。
一、制定严格的工艺流程MEMS器件的制造过程非常复杂，包括从器件设计、制备材料、加工、测试等多个环节。
为了确保产品的可靠性和一致性，制定严格的工艺流程非常重要。
工艺流程的设计应该考虑到材料的选用、加工方法、检测手段等方面的要求，并且需要进行充分的验证和测试，确保每个步骤都能达到预期的效果。
二、精确的控制加工参数在MEMS制造中，精确的控制加工参数对于产品的性能和品质起到至关重要的作用。
加工参数包括温度、压力、时间、速度等，在每个制造步骤中都需要进行准确的控制。
对于工艺中各个环节，可以通过合理的设计和精细的调整来获得最佳的加工参数，以确保产品的一致性和优良性能。
三、选择适当的材料MEMS器件的制造过程中需要使用多种材料，例如硅、玻璃、金属等。
选择适当的材料对于产品的稳定性和可靠性非常重要。
在选择材料时，要考虑材料的特性，如机械强度、导电性、热稳定性等。
同时，还需要考虑材料的成本和可获取性。
适当的材料选择可以提高产品的性能和降低制造成本。
四、优化测试方法在MEMS制造过程中，测试是不可忽视的环节。
通过有效的测试方法，可以保证产品在出厂前能够通过一系列的合格性测试，从而确保产品质量。
合理选择测试方法，确定测试指标和参数，并建立完善的测试标准和流程，可以提高测试的准确性和效率。
此外，对于无法直接测试的器件特性，可以通过间接测试和仿真分析等方式进行评估。
五、质量控制和改进质量控制是MEMS制造过程中不可或缺的一环。
通过建立有效的质量控制体系，可以实时监测制造过程中的各个环节，及时发现问题并采取措施进行改进。
MEMS的计算机辅助设计方法与技术综述霍鹏飞(中国兵器工业集团第212研究所 西安 710065)摘 要：MEMS作为一个多能量域耦合、多学科交叉的复杂系统，一个成功MEMS设计必须借助于计算机辅助设计。
本文结合国际MEMS计算机辅助设计的最新成果，对MEMS的设计、建模与仿真方法及其技术进行了详细的论述。
对MEMS器件或系统设计以及MEMS CAD研究具有参考价值。
关键词: MEMS CAD；建模与仿真；结构化设计0 引言微机电系统(MicroElectroMechanical Systems，MEMS)指的是可以批量制作的将微传感器、微执行器以及接口电路和控制电路、通讯接口和电源等集成于一体的微系统。
MEMS作为一门多学科交叉的新兴学科，涉及精密机械、微电子材料科学、微细加工、系统与控制等技术和物理、化学、生物学等基础学科，现已成为一个新兴强大的科学领域。
世界各国科研机构大力投资MEMS及其相关技术的研究，它正在对世界科技、经济发展和国防建设带来深远的影响和革命性的变革。
随着MEMS制作工艺的长足发展，目前MEMS由具有单一功能的微器件向由微机械结构、接口电路和控制电路等构成复杂功能系统的集成化方向发展，如芯片系统(System on a Chip)、芯片实验室(Lab on a Chip)，因此针对单个微器件的bottom-up设计方法[0-0]已不能满足MEMS发展需求，结构化设计(structured design)[0-0]成为当前MEMS设计的主流方法。
结构化设计方法是以超大规模集成电路设计为参照对象来研究MEMS的设计，其主要思想是MEMS设计分阶层，通过在不同设计阶层关注相对独立的设计问题来降低对各阶层设计人员的知识要求；同时因为不同设计阶层都是针对同一MEMS 器件，故结构化方法还强调不同设计阶层之间的数据交换、信息共享。
目前，国内外已出现了一些基于结构化设计方法的MEMS计算机辅助设计(Computer aided design,CAD)软件，如美国Coventor公司的CoventorWare[0]软件，MEMS CAP公司的MEMS Pro软件[0]等，在国内的软件有西北工业大学的MEMSGarden[0]，北京大学的IMEE[0]，但随着MEMS技术的发展，这些设计软件也在进一步研究和发展之中。
美国麻省理工学院(MIT)的S.D. Senturia [0,0] 教授是MEMS CAD的鼻祖，曾多次展望了MEMS CAD 的发展前景和面临的挑战，根据他的观点，MEMS的设计分为四个阶层：工艺级 (process level) 、物理级 (physical level) 、器件级 (device level) 和系统级 (system level) ，如图1所示，这也是当前国际上关于MEMS设计的一种主流分级方法。
工艺级设计关注的焦点是MEMS的几何形状的可加工制造性；与工艺级所关注的焦点不同，物理级、器件级和系统级这三个设计阶层是从不同的角度或不同的抽象阶层来研究MEMS的行为特性。
物理级是从物理场的角度研究分析器件内的能量与信息转换机理；相对于物理级，器件级是从更高阶层的角度研究MEMS器件内的能量与信息的转换，在该阶层只关注MEMS器件主要的行为特性，即关注主要矛盾，忽略次要因素，以便对器件行为进行快速的设计、评估；而在系统级设计中研究分析由更多微器件(如微传感器、微致动器、接口电路等)构成微系统的整体性能，以寻求相对合理的系统整体设计方案。
分阶层的结构化设计方法是目前国际上MEMS设计的主流方法，因此适用于MEMS各阶层的建模与仿真方法是MEMS器件或系统设计方法和MEMS CAD领域的研究热点。
1 工艺级工艺级由几何仿真和物理仿真组成。
几何仿真主要从几何的角度研究版图与加工工艺所能确定的MEMS结构是否满足设计的要求，这也是早期MEMS的bottom-up设计方法[0-0]的主要内容。
物理仿真是对MEMS加工过程的物理化学变化进行仿真分析，如材料的刻蚀得到的几何形状与腐蚀时间和腐蚀液之间的关系等，可用的软件有ACES[0], DROPIE[0]等。
2 物理级物理级主要是采用有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)和边界元分析(Boundary Element Analysis, BEA)方法以及这两种方法的结合对微结构和静电场以及静电－结构耦合场等的行为特性进行数值仿真分析。
可用于MEMS物理级设计的商品化FEA/BEA仿真器有：Intellisense[0], CAEMEMS[0], CFDRC[0],ANSYS[0], ABAQUS[0], MAXWELL[0], CoventorWare[0], SESES[0], SOLIDIS[0], IntelliCAD[0]等。
这些方法首先对机械结构或静电场进行网格划分形成描述器件行为的系统矩阵，然后结合边界条件求解系统矩阵描述的方程来实现器件行为的仿真分析。
采用FEA/BEA方法时，如果网格划分的足够精细，可以得到非常精确的仿真结果。
此外，网格划分可以有多种类型，如三角形和四面体网格，可以实现对任意形状的结构进行网格化建模，因此FEA/BEA方法的适用范围较广。
为了实现机械结构和静电等物理场的耦合分析，可采用松弛法[0]、牛顿法[0,0]、同伦法[0]等对器件的FEA和BEA耦合物理模型进行求解，以得到仿真结果。
FEA/BEA方法存在以下不足：在对器件行为进行仿真分析时，如果MEMS器件的结构尺寸发生变化，则需要重新建模、网格划分，才能实现器件行为仿真，这延长了MEMS的设计迭代周期。
此外，由于网格划分后形成的系统矩阵通常非常庞大，导致物理级的行为仿真需要非常长的计算时间。
3 器件级为了避免常规FEA/BEA方法的不足，可对由FEA/BEA方法网格划分后形成的系统矩阵进行降阶，以减少系统自由度的个数，达到器件行为的快速仿真目的。
通常把对系统模型进行降阶的过程称为宏建模(macromodeling)，得到的模型称为宏模型(macromodel)，也称为降阶模型(Reduced-order model)。
宏模型可插入电路仿真器，如SPICE,SABER等实现由微机械结构、接口电路等形成的MEMS 系统级整体行为的仿真分析。
宏模型的获取主要有两种方法：基于FEA/BEA方法[0-0]和解析法[0-0]。
基于解析法的宏模型获取依靠建模人员手工推导，因此适用于结构简单的MEMS器件，而FEA/BEA可以对任何形状的微结构进行仿真分析，所以基于FEA/BEA的宏模型获取方法适用范围较广。
基于FEA/BEA分析的宏模型获取方法主要有基于静态分析法[0,0]、基于模态分析法[0,0]以及这两种方法的结合[0-0]，还有直接降阶法[0,0]。
基于静态分析法。
文献[0]中，在对微机械结构进行一系列静态仿真的基础上，对仿真结果进行多项式曲线拟合，从而得到机械结构的刚度宏模型。
类似地，也可得到机械结构的集总质量宏模型和集总阻尼宏模型。
这种模型也称为集总元素模型。
对于机电能量转换器的集总元素模型，可在对微结构进行一系列基于边界元静电场分析的基础上通过曲线拟合定义电容与位移之间的关系，然后通过这些关系式获取由微结构间静电场所产生的静电力。
最后把这些集总元素按照二阶振动系统的公式联系起来就是整个器件的宏模型。
李伟剑在其博士论文[0]中采用这种方法对微陀螺进行了宏模型提取，从而进一步实现了微陀螺的耦合场分析。
由于这些集总元素模型是系统矩阵的低阶等效，通过这种方法，可把采用FEA/BEA分析器件行为时器件的自由度由成千上万个减低到少数几个。
集总元素宏模型构成的器件的宏模型可以以“黑箱”的形式插入系统级仿真器中实现MEMS系统级行为的仿真分析。
基于模态分析法。
模态分析法也是获取微结构的宏模型的有效方法。
如在文献[0]中，器件的有效质量通过模态分析的特征值获取，然后进一步形成了器件的宏模型。
图2 微镜的宏模型获取[0]静态和模态分析结合法。
宏模型也可在FEA/BEA的静态分析和模态分析的基础上获取[0-0]。
该方法可克服获取系统集总元素宏模型所需要进行大量FEA/BEA仿真的不足。
图2为一微镜的宏模型获取示例[0]，首先，通过有限元分析进行网格划分，然后采用“试载荷”作用在微器件的工作方向上进行模态分析以得到模态形状。
根据微结构的变形计算各模态形状在变形中的贡献系数。
依照其贡献系数大小对模态形状进行排序，以得到主导该结构变形的主要模态(primary modal)。
以这些主要模态的贡献系数为广义坐标，模态形状作为系统矩阵来建立器件的宏模型，最后，把每一个能量域的宏模型集合形成的模型作为整体器件的宏模型。
直接降阶法。
如图3所示，该方法是在器件网格化后得到主导器件行为的常微分方程组基础上，图3 宏模型的直接降阶获取法直接采用数值降阶方法对该常微分方程组进行降阶，从而获取器件的降阶宏模型。
降阶策略是实现该方法的关键，目前已出现的降阶策略有Arnoldi算法[0,0]、正交分解法(proper orthogonal decomposition, POD)[0,0]、加权残值法(Method of Weighted Residuals, MWR)[0]等。
这种宏建模方法是对器件网格划分后得到的主导常微分方程组直接降阶，而器件的主导行为方程来自于有限元方法和边界元方法的网格划分结果，因此该方法不需要对器件进行FEA/BEA仿真，是目前宏模型自动获取方法的研究方向[0]。
综上所述，基于FEA/BEA的宏建模方法虽然具有很高的精度，但随着器件几何拓扑和结构尺寸参数的变化，需要重新建立器件的有限元/边界元模型，然后才能获取器件的宏模型，这增加了MEMS 的设计迭代周期。
此外，采用这种方法提取宏模型首先需要建立器件的有限元/边界元模型，故该方法适合于对已有的MEMS器件进行宏模型提取。
4 系统级MEMS作为一个系统，其包含微机械、微电子、微光学、微流体等能量场以及它们的多域耦合能接口电路运放图4 微加速度计的分解量场。
一般来说，要实现对MEMS整体(系统级)行为的建模与仿真，理论上有两种途径：一种是通过不同物理场或不同抽象阶层的专用仿真器(如模拟、数字信号仿真器及有限元分析软件等)的耦合实现对复杂MEMS系统的仿真[0,0]。
这种方法偏向于多能量域耦合的物理场分析，仿真精度高，但由于模型的抽象层次低、模型的类型不一致，致使仿真计算代价高、收敛性差，在仿真速度上不能满足MEMS 系统级快速设计的需要；另一种是采用一种通用系统建模方法对系统中的所有子系统（或功能结构部件）进行统一建模，用一个仿真器实现对整个系统的仿真，基于这种途径的系统级设计目前有大量的应用。
