Micromechanics And Mems: Classic And Seminal Papers To 1990 (a Selected Reprint Volume)
暫譯: 微機械與微電機系統：1990年前的經典與重要論文（精選重印卷）

Trimmer

Micromechanics And Mems: Classic And Seminal Papers To 1990 (a Selected Reprint Volume)
  • 出版商: Wiley
  • 出版日期: 1997-01-29
  • 售價: $10,170
  • 貴賓價: 9.5 折 $9,662
  • 語言: 英文
  • 頁數: 720
  • 裝訂: Paperback
  • ISBN: 0780310853
  • ISBN-13: 9780780310858

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商品描述

Description:

Electrical Engineering Micromechanics and MEMS Classic and Seminal Papers to 1990 Micromechanics is a rich, diverse field that draws on many different disciplines and has potential applications in medicine, consumer products, genetic engineering, aerospace and microsatellites, communication, the military, data storage, games and toys, food preparation, chemical processing, sensors, and microactuators. In fact, most fields will find uses for micromechanics in the next ten years. Micromechanics and MEMS gives you convenient access to the fundamental papers in this rapidly growing field. Until now, papers written during the earlier stages of this field have been difficult to retrieve. Micromechanics and MEMS presents seminal papers in micromechanics, up to and including papers written in 1990. This volume gives you an historical perspective of the field and insight into where the field is heading. The papers are arranged by topic, with an introduction to each section written by expert and editor, William Trimmer. Topics covered include:

  • Side drive, comb drive, electrostatic, magnetic, and harmonic actuators
  • Valves and pumps
  • Fluidics
  • Surface and bulk micromachining
  • LIGA
  • Computer-aided design
  • Metrology

 

Table of Contents:

Acknowledgments and Dedication.

Introduction.

Comments on Writing an Article.

EARLY PAPERS IN MICROMECHANICS.

There's Plenty of Room at the Bottom (R. Feynman).

Infinitesimal Machinery (R. Feynman).

The Resonant Gate Transistor (H. Nathanson, et al.).

Silicon Micromechanical Devices (J. Angell, et al.).

Anisotropic Etching of Silicon (K. Bean).

Silicon as a Mechanical Materials (K. Petersen).

Microrobots and Micromechanical Systems (W. Trimmer).

Small Machines, Large Opportunities (K. Gabriel, et al.).

SIDE DRIVE ACTUATORS.

IC-Processed Electrostatic Micro-Motors (L.-S. Fan, et al.).

IC-Processed Micro-Motors: Design, Technology, and Testing (Y.-C. Tai, et al.).

Surface-Micromachining Processes for Electrostatic Microactuator Fabrication (T. Lober and R. Howe).

A Study of Three Microfabricated Variable-Capacitance Motors (M. Mehregany, et al.).

Friction and Wear in Microfabricated Harmonic Side-Drive Motors (M. Mehregany, et al.).

Measurements of Electric Micromotor Dynamics (S. Bart, et al.).

COMB DRIVE ACTUATORS.

Laterally Driven Polysilicon Resonant Microstructures (W. Tang, et al.).

Electrostatic-Comb Drive of Lateral Polysilicon Resonators (W. Tang, et al.).

Electrostatically Balanced Comb Drive for Controlled Levitation (W. Tang, et al.).

Polysilicon Microgripper (C.-J. Kim, et al.).

ELECTROSTATIC ACTUATORS.

The Principle of an Electrostatic Linear Actuator Manufactured by Silicon Micromachining (H. Fujita and A. Omodaka).

Design Considerations for a Practical Electrostatic Micro-Motor (W. Trimmer and K. Gabriel).

SCOFSS: A Small Cantilevered Optical Fiber Servo System (J. Wood, et al.).

Microactuators for Aligning Optical Fibers (R. Jebens, et al.).

Large Displacement Linear Actuator (R. Brennen, et al.).

Multi-Layered Electrostatic Film Actuator (S. Egawa and T. Higuchi).

Movable Micromachined Silicon Plates With Integrated Position Sensing (M. Allen, et al.).

Micro Electro Static Actuator With Three Degrees of Freedom (T. Fukuda and T. Tanaka).

The Modelling of Electrostatic Forces in Small Electrostatic Actuators (R. Price. et al.).

Silicon Electrostatic Motors (W. Trimmer, et al.).

Electrostatic Actuators for Micromechatronics (H. Fujita and A. Omodaka).

Electric Micromotors: Electromechanical Characteristics (J. Lang, et al.).

Electroquasistatic Induction Micromotors (S. Bart and J. Lang)

A Perturbation Method for Calculating the Capacitance of Electrostatic Motors (S. Kumar and D. Cho)

MAGNETIC ACTUATORS.

Magnetically Levitated Micro-Machines (R. Pelrine and I. Busch-Vishniac).

Fabrication and Testing of a Micro Superconducting Actuator Using the Meissner Effect (Y.-K. Kim, et al.).

Room Temperature, Open-Loop Levitation of Microdevices Using Diamagnetic Materials (R. Pelrine).

HARMONIC MOTORS.

An Operational Harmonic Electrostatic Motor (W. Trimmer and R. Jebens).

The Wobble Motor: An Electrostatic Planetary-Armature, Microactuator (S. Jacobsen, et al.).

An Electrostatic Top Motor and Its Characteristics (M. Sakata, et al.).

Operation of Microfabricated Harmonic and Ordinary Side-Drive Motors (M. Mehregany, et al.).

OTHER ACTUATORS.

Thermal.

Micromechanical Silicon Actuators Based on Thermal Expansion Effects (W. Riethmüller, et al.).

CMOS Electrothermal Microactuators (M. Parameswaran, et al.).

Electrically-Activated, Micromachined Diaphragm Valves (H. Jerman).

Study on Micro Engines—Miniaturizing Stirling Engines for Actuators and Heatpumps (N. Nakajima, et al.).

Shape Memory Alloy.

A Micro Rotary Actuator Using Shape Memory Alloys (K. Gabriel, et al.).

Millimeter Size Joint Actuator Using Shape Memory Alloy (K. Kuribayashi).

Reversible SMA Actuator for Micron Sized Robot (K. Kuribayashi & M. Yoshitake).

Characteristics of Thin-Wire Shape Memory Actuators (P. Neukomm, et al.).

Shape Memory Alloy Microactuators (M. Bergamasco, et al.).

Impact,

Micro Actuators Using Recoil of an Ejected Mass (T. Higuchi, et al.).

Precise Positioning Mechanism Utilizing Rapid Deformations of Piezoelectric Elements (T. Higuchi, et al.).

Tiny Silent Linear Cybernetic Actuator Driven by Piezoelectric Device With Electromagnetic Clamp (K. Ikuta, et al.).

Experimental Model and IC-Process Design of a Nanometer Linear Piezoelectric Stepper Motor (J. Judy, et al.).

Piezoelectric.

Zinc-Oxide Thin Films for Integrated-Sensor Applications (D. Polla & R. Muller).

A Micromachined Manipulator for Submicron Positioning of Optical Fibers (A. Feury, et al.).

Ultrasonic Micromotors: Physics and Applications (R. Moroney, et al.).

VALVES AND PUMPS.

A Microminiature Electric-to-Fluidic Valve (M. Zdeblick & J. Angell).

The Fabrication of Integrated Mass Flow Controllers (M. Esashi, et al.).

Normally Close Microvalve and Micropump Fabricated on a Silicon Wafer (M. Esashi, et al.).

A Thermopneumatic Micropump Based on Micro-Engineering Techniques (F. Van de Pol, et al.).

Variable-Flow Micro-Valve Structure Fabricated with Silicon Fusion Bonding (F. Pourahmadi, et al.).

A Pressure-Balanced Electrostatically-Actuated Microvalve (M. Huff, et al.).

Micromachined Silicon Microvalve (T. Ohnstein, et al.).

FLUIDICS.

Microminiature Fluidic Amplifier (M. Zdeblick, et al.).

A Planar Air Levitated Electrostatic Actuator System (K. Pister, et al.).

Liquid and Gas Transport in Small Channels (J. Pfahler, et al.).

Squeeze-Film Damping in Solid-State Accelerometers (J. Starr).

A Micromachined Floating-Element Shear Sensor (M. Schmidt, et al.).

A Multi-Element Monolithic Mass Flowmeter with On-Chip CMOS Readout Electronics (E. Yoon & K. Wise).

Environmentally Rugged, Wide Dynamic Range Microstructure Airflow Sensor (T. Ohnstein, et al.).

SURFACE MICROMACHINING.

Polycrystalline Silicon Micromechanical Beams (R. Howe & R. Muller).

Integrate Fabrication of Polysilicon Mechanisms (M. Mehregany, et al.).

Integrated Movable MicroMechanical Structures for Sensors and Actuators (L.-S. Fan, et al.).

Polysilicon Microbridge Fabrication Using Standard CMOS Technology (M. Parameswaran, et al.).

Process Integration for Active Polysilicon Resonant Microstructures (M. Putty, et al.).

Fabrication of Micromechanical Devices From Polysilicon Films With Smooth Surfaces (H. Guckel, et al.).

Selective Chemical Vapor Deposition of Tungsten for Microelectromechanical Structures (N. MacDonald, et al.).

BULK MICROMACHINING.

Fabrication of Hemispherical Structures Using Semiconductor Technology for Use in Thermonuclear Fusion Research (K. Wise, et al.).

Micromachining of Silicon Mechanical Structures (G. Kaminsky).

Strings, Loops, and Pyramids—Building Blocks for Microstructrures (H. Busta, et al.).

Corner Compensation Structures for (110) Oriented Silicon (D. Ciarlo).

A Study on Compensating Corner Undercutting in Anisotropic Etching of (100) Silicon (X.-P. Wu & W. Ko).

A New Silicon-on-Glass Process for Integrated Sensors (L. Spangler and K. Wise).

Mechanisms of Anodic Bonding of Silicon to Pyrex Glass (K. Albaugh, et al.).

Silicon Fusion Bonding for Pressure Sensors (K. Petersen, et al.).

Low-Temperature Silicon-to-silicon Anodic Bonding With Intermediate Low Melting Point Glass (M. Esashi, et al.).

Fusing Silicon Wafers With Low Melting Temperature Glass (L. Field & R. Muller).

Silicon Fusion Bonding for Fabrication of Sensors, Actuators and Microstructures (P. Barth).

Scaling and Dielectric Stress Compensation of Ultrasensitive Boron-Doped Silicon Microstructures (S. Cho, et al.).

Field Oxide Microbridges, Cantilever Beams, Coils and Suspended Membranes in SACMOS Technology (D. Moser, et al.).

Micromachining of Quartz and its Application to an Acceleration Sensor (J. Daniel, et al.).

LIGA.

Fabrication of Microstructures using the LIGA Process (W. Ehrfeld, et al.).

Deep X-Ray and UV Lithographies for Micromechanics (H. Guckel, et al.).

COMPUTER AIDED DESIGN.

OYSTER, a 3D Structural Simulator for Micro Electromechanical Design (G. Koppelman).

A CAD Architecture for Microelectromechanical Systems (F. Maseeh, et al.).

CAEMEMS: An Integrated Computer-Aided Engineering Workbench for Micro-Electro-Mechanical Systems (S. Crary and Y. Zhang).

CAD for Silicon Anistropic Etching (R. Buser and N. de Rooij).

METROLOGY.

Can We Design Microbotic Devices Without Knowing the Mechanical Properties of Materials? (S. Senturia).

The Use of Micromachined Structure for the Measurement of Mechanical Properties and Adhesion of Thin Films (M. Mehregany, et al.).

Mechanical Property Measurement of Thin Films Using Load-Deflection of Composite Rectangular Membrane (O. Tabata, et al.).

Fracture Toughness Characterization of Brittle Thin Films (L. Fan, et al.).

Spiral Microstructures for the Measurement of Average Strain Gradients in Thin Films (L.-S. Fan, et al.).

Polysilicon Microstructures to Characterize Static Friction (M. Lim, et al.).

Study of the Dynamic Force/Acceleration Measurement (A. Umeda and K. Ueda).

Anomalous Emissivity from Periodic Micro Machined Silicon Surfaces (P. Hesketh, et al.).

Author Index.

Subject Index.

About the Author.

Editor's Notes on the Second Printing.

商品描述(中文翻譯)

描述：
電機工程微機械學與MEMS經典及開創性論文（至1990年）微機械學是一個豐富且多樣化的領域，涉及許多不同的學科，並在醫學、消費產品、基因工程、航空航天和微衛星、通信、軍事、數據存儲、遊戲和玩具、食品準備、化學處理、傳感器和微致動器等方面具有潛在應用。事實上，未來十年內，大多數領域都會發現微機械學的應用。微機械學與MEMS為您提供了便捷的訪問這一快速增長領域的基本論文。到目前為止，該領域早期階段的論文一直難以檢索。微機械學與MEMS呈現了至1990年為止的微機械學開創性論文。本卷為您提供了該領域的歷史視角，並洞察該領域的未來走向。論文按主題排列，每個部分都有專家及編輯William Trimmer撰寫的介紹。涵蓋的主題包括：

- 側驅動、梳狀驅動、靜電、磁性和諧波致動器
- 閥門和泵
- 流體學
- 表面和體積微加工
- LIGA
- 電腦輔助設計
- 測量學

目錄：
致謝與獻辭。
引言。
撰寫文章的評論。
微機械學早期論文。
底部有很多空間（R. Feynman）。
無窮小機械（R. Feynman）。
共振閘極晶體管（H. Nathanson，等）。
矽微機械裝置（J. Angell，等）。
矽的各向異性蝕刻（K. Bean）。
矽作為機械材料（K. Petersen）。
微型機器人和微機械系統（W. Trimmer）。
小型機器，大機會（K. Gabriel，等）。
側驅動致動器。
IC加工的靜電微電機（L.-S. Fan，等）。
IC加工微電機：設計、技術和測試（Y.-C. Tai，等）。
靜電微致動器製造的表面微加工工藝（T. Lober和R. Howe）。
三個微製造可變電容電機的研究（M. Mehregany，等）。
微製造的諧波側驅動電機中的摩擦和磨損（M. Mehregany，等）。
電動微電機動力學的測量（S. Bart，等）。
梳狀驅動致動器。
橫向驅動的多晶矽共振微結構（W. Tang，等）。
橫向多晶矽共振器的靜電梳狀驅動（W. Tang，等）。
靜電平衡梳狀驅動的控制懸浮（W. Tang，等）。
多晶矽微夾具（C.-J. Kim，等）。
靜電致動器。
由矽微加工製造的靜電線性致動器的原理（H. Fujita和A. Omodaka）。
實用靜電微電機的設計考量（W. Trimmer和K. Gabriel）。
SCOFSS：一個小型懸臂光纖伺服系統（J. Wood，等）。
用於對準光纖的微致動器（R. Jebens，等）。
大位移線性致動器（R. Brennen，等）。
多層靜電薄膜致動器（S. Egawa和T. Higuchi）。
具有集成位置感測的可移動微加工矽板（M. Allen，等）。
具有三個自由度的微靜電致動器（T. Fukuda和T. Tanaka）。
小型靜電致動器中靜電力的建模（R. Price，等）。
矽靜電電機（W. Trimmer，等）。
微機電系統的靜電致動器（H. Fujita和A. Omodaka）。
電動微電機：電機特性（J. Lang，等）。
靜電準靜態感應微電機（S. Bart和J. Lang）。
計算靜電電機電容的擾動法（S. Kumar和D. Cho）。
磁性致動器。
磁懸浮微機器（R. Pelrine和I. Busch-Vishniac）。
使用邁斯納效應的微超導致動器的製造與測試（Y.-K. Kim，等）。
使用抗磁材料的室溫開環懸浮微裝置（R. Pelrine）。
諧波電機。
一種操作性諧波靜電電機（W. Trimmer和R. Jebens）。
搖擺電機：一種靜電行星臂微致動器（S. Jacobsen，等）。
靜電陀螺電機及其特性（M. Sakata，等）。
微製造的諧波和普通側驅動電機的操作（M. Mehregany，等）。
其他致動器。
熱致動器。
基於熱膨脹效應的微機械矽致動器（W. Riethmüller，等）。
CMOS電熱微致動器（M. Parameswaran，等）。
電激活的微加工隔膜閥（H. Jerman）。
微引擎研究——為致動器和熱泵微型化斯特林引擎（N. Nakajima，等）。
形狀記憶合金。
使用形狀記憶合金的微旋轉致動器（K. Gabriel，等）。
使用形狀記憶合金的毫米級關節致動器（K. Kuribayashi）。
用於微型機器人的可逆SMA致動器（K. Kuribayashi和M. Yoshitake）。
細線形狀記憶致動器的特性（P. Neukomm，等）。
形狀記憶合金微致動器（M. Bergamasco，等）。
衝擊。
使用彈射質量的微致動器（T. Higuchi，等）。
利用壓電元件的快速變形進行精確定位的機制（T. Higuchi，等）。
由壓電裝置驅動的微型靜音線性控制致動器，帶有電磁夾具（K. Ikuta，等）。
納米級線性壓電步進電機的實驗模型和IC加工設計（J. Judy，等）。
壓電。
用於集成傳感器應用的氧化鋅薄膜（D. Polla和R. Muller）。
一種用於光纖亞微米定位的微加工操縱器（A. Feury，等）。
超聲波微電機：物理與應用（R. Moroney，等）。
閥門和泵。
一種微型電流轉流閥（M. Zdeblick和J. Angell）。
集成質量流量控制器的製造（M. Esashi，等）。
在矽晶圓上製造的常閉微閥和微泵（M. Esashi，等）。
基於微工程技術的熱氣動微泵（F. Van de Pol，等）。
使用矽熔合鍵合製造的可變流量微閥結構（F. Pourahmadi，等）。
一種壓力平衡靜電驅動的微閥（M. Huff，等）。
微加工矽微閥（T. Ohnstein，等）。
流體學。
微型流體放大器（M. Zdeblick，等）。
一種平面空氣懸浮靜電致動器系統（K. Pister，等）。
小通道中的液體和氣體運輸（J. Pfahler，等）。
固態加速度計中的擠壓膜阻尼（J. Starr）。
一種微加工浮動元件剪切傳感器（M. Schmidt，等）。
一種具有片上CMOS讀出電子學的多元素單片質量流量計（E. Yoon和K. Wise）。
環境耐用、寬動態範圍的微結構氣流傳感器（T. Ohnstein，等）。
表面微加工。
多晶矽微機械梁（R. Howe和R. Muller）。
多晶矽機構的集成製造（M. Mehregany，等）。
用於傳感器和致動器的集成可移動微機械結構（L.-S. Fan，等）。
使用標準CMOS技術製造的多晶矽微橋（M. Parameswaran，等）。
用於主動多晶矽共振微結構的工藝整合（M. Putty，等）。
從具有光滑表面的多晶矽薄膜中製造微機械裝置（H. Guckel，等）。
選擇性化學氣相沉積鎢以用於微電機械結構（N. MacDonald，等）。
體積微加工。
使用半導體技術製造半球形結構以用於熱核融合研究（K. Wise，等）。
矽機械結構的微加工（G. Kaminsky）。
弦、環和金字塔——微結構的構建塊（H. Busta，等）。
(110)取向矽的角落補償結構（D. Ciarlo）。
對(100)矽的各向異性蝕刻中補償角落蝕刻的研究（X.-P. Wu和W. Ko）。
一種用於集成傳感器的新型矽-玻璃工藝（L. Spangler和K. Wise）。
矽與Pyrex玻璃的陽極鍵合機制（K. Albaugh，等）。
用於壓力傳感器的矽熔合鍵合（K. Petersen，等）。
使用中低熔點玻璃的低溫矽-矽陽極鍵合（M. Esashi，等）。
用低熔點玻璃熔合矽晶圓（L. Field和R. Muller）。
用於製造傳感器、致動器和微結構的矽熔合鍵合（P. Barth）。
超靈敏硼摻雜矽微結構的縮放和介電應力補償（S. Cho，等）。
SACMOS技術中的場氧化微橋、懸臂梁、線圈和懸浮膜（D. Moser，等）。
矽的微加工及其在加速度傳感器中的應用（J. Daniel，等）。
LIGA。
使用LIGA工藝製造微結構（W. Ehrfeld，等）。
微機械學的深X射線和UV光刻（H. Guckel，等）。
電腦輔助設計。
OYSTER，一種用於微電機械設計的3D結構模擬器（G. Koppelman）。
微電機械系統的CAD架構（F. Maseeh，等）。
CAEMEMS：一個集成的計算機輔助工程工作台，用於微電機械系統（S. Crary和Y. Zhang）。
矽的各向異性蝕刻CAD（R. Buser和N. de Rooij）。
測量學。
我們能在不知道材料機械性能的情況下設計微型機器裝置嗎？（S. Senturia）。
使用微加工結構測量薄膜的機械性能和附著力（M. Mehregany，等）。
使用複合矩形膜的載荷-變形測量薄膜的機械性能（O. Tabata，等）。
脆性薄膜的斷裂韌性特徵（L. Fan，等）。

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