微尺寸效应的影响 ■1、微尺寸效应对于元器件间的作用力的影响 随着尺寸的减小,与尺寸3次方成比例的像惯性力 体积力及电磁力等的作用将明显减弱;而与尺寸2次 方成比例的像粘性力、表面力、静电力及摩擦力等的 作用则明显增强,并成为影响微机械性能的主要因素。 在微机械设计中,多利用静电力驱动。 在微机械中,又由于表面积与体积之比相对增大,使 热传导的速度也相对增加。 研究微机械中的摩擦、磨损的特性与机理是该领域的 主要课题之
微尺寸效应的影响 ◼ 1、微尺寸效应对于元器件间的作用力的影响 随着尺寸的减小，与尺寸3次方成比例的像惯性力、 体积力及电磁力等的作用将明显减弱；而与尺寸2次 方成比例的像粘性力、表面力、静电力及摩擦力等的 作用则明显增强，并成为影响微机械性能的主要因素。 在微机械设计中，多利用静电力驱动。 在微机械中，又由于表面积与体积之比相对增大，使 热传导的速度也相对增加。 研究微机械中的摩擦、磨损的特性与机理是该领域的 主要课题之一
2、微尺寸效应对于元器件机械强度的影响 随着元器件尺寸的减小,元器件材料內部缺陷岀现 的可能性减小,因而元器件材料的机械强度会增加。 所以微型元器件的弹性模量、抗拉强度、疲劳强度 及残余应力均与大零件有所不同。 3、微尺寸效应对于元器件惯性和热容量的 影响 由于微尺寸效应,导致微机电系统的惯性小、热容 量低,容易获得高灵敏度和快响应
◼ 2、微尺寸效应对于元器件机械强度的影响 随着元器件尺寸的减小，元器件材料内部缺陷出现 的可能性减小，因而元器件材料的机械强度会增加。 所以微型元器件的弹性模量、抗拉强度、疲劳强度 及残余应力均与大零件有所不同。 ◼ 3、微尺寸效应对于元器件惯性和热容量的 影响 由于微尺寸效应，导致微机电系统的惯性小、热容 量低，容易获得高灵敏度和快响应
4、微尺寸效应对于元器件信号检测的 影响 由于微尺寸效应,导致微机电系统的前端 装置(如微传感器)的输出信号十分微小, 传统的测量工具和仪器难以实现如此微弱信 号的检测,必须创造新的测量设备
◼ 4、微尺寸效应对于元器件信号检测的 影响 由于微尺寸效应，导致微机电系统的前端 装置（如微传感器）的输出信号十分微小， 传统的测量工具和仪器难以实现如此微弱信 号的检测，必须创造新的测量设备
5、微尺寸效应对于元器件设计方法的影响 微机电系统尺度的缩小,集成化程度的提高.会导致工 序增多,成本增高;所以应在试制前对整个微饥电系统 的器件、工艺及性能进行模拟分析,对各种参数进行优 化,以保证微系统的设计合理、正确,降低研制成本, 缩短硏制周期。显然,传统的设计方法(基本上为试凑法) 巳难以满足上述新要求,必须寻求新的设计途径 其中最流行的设计方法就是微机电系统的计算机辅助设 计( MEMS CAD)。运用 MEMS CAD,除了借鉴已有的机 械CAD和电子工具外,还必须针对特定的微系统,开发 专用的CAD建模软件。这方向有大量的工作要做
◼ 5、微尺寸效应对于元器件设计方法的影响 微机电系统尺度的缩小，集成化程度的提高．会导致工 序增多，成本增高；所以应在试制前对整个微饥电系统 的器件、工艺及性能进行模拟分析，对各种参数进行优 化，以保证微系统的设计合理、正确，降低研制成本， 缩短研制周期。显然，传统的设计方法(基本上为试凑法) 巳难以满足上述新要求，必须寻求新的设计途径。 其中最流行的设计方法就是微机电系统的计算机辅助设 计(MEMS CAD)。运用MEMS CAD，除了借鉴已有的机 械CAD和电子工具外，还必须针对特定的微系统，开发 专用的CAD建模软件。这方向有大量的工作要做
机电系统的材料 ■微机电系统常用材料 传统的机电系统,用得最多的是金属材料,采用传统 的机械制造工艺制作而成;而微机电系统最常用的则 是硅及其化合物材料。以及特种合金、石英、塑料和 陶瓷等。1982年 KE.Petersen发表了一篇著名的论文 硅作为机械材料”,引起了人们对硅的重新认识。 硅及其合金材料的特点 硅是容易获得的超纯无杂的低成本材料,有极好的机 械特性和电学特性,非常适合制造微结构; 便于利用集成电路(C工艺和微机械加工工艺进行批量 生j 硅微结构便于和微电子线路实现集成化
微机电系统的材料 ◼ 微机电系统常用材料 传统的机电系统，用得最多的是金属材料，采用传统 的机械制造工艺制作而成；而微机电系统最常用的则 是硅及其化合物材料。以及特种合金、石英、塑料和 陶瓷等。1982年K.E.Petersen发表了一篇著名的论文 “硅作为机械材料”，引起了人们对硅的重新认识。 ◼ 硅及其合金材料的特点 硅是容易获得的超纯无杂的低成本材料，有极好的机 械特性和电学特性，非常适合制造微结构； 便于利用集成电路(IC)工艺和微机械加工工艺进行批量 生产； 硅微结构便于和微电子线路实现集成化