在约定的工作条件下,列出了MEMS多层悬梁微执行器热传递方程和初始条件、边界条件,并得到解析解,建立了电-热分析模型.利用Matlab软件包和ANSYS软件包分别进行解析解分析和三维有限元分析,并进行比较.结果表明在500 K附近静态/稳态工作时,对于材料层厚度di＜bL,i=1,2,3,得到温度分布沿长度方向不一致,沿宽度方向一致.解析模型与有限元分析的误差可以小于5%,说明多层悬梁微执行器二维电-热解析模型是有效的.

在使用开环频率响应实验求取微机械加速度计挠性梁机械刚度时,不可避免地受到静电负刚度的影响.通过分析预载电压和扫频信号幅值对静电负刚度的影响,提出了从系统刚度中分离出挠性梁机械刚度的计算方法.通过不同实验条件下得到的实验结果,验证了该方法的正确性.

为测量MEMS谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数，结合微器件的特征，利用光学的方法对MEMS器件进行了运动分析。提出了基于相位相关与块匹配相结合的运动检测技术，并对MEMS器件的运动图像序列做了分析与处理，得到了其动态特性参量，为MEMS器件的设计提供了重要参考。实验结果表明，该方法具有较好的测量精度和测量速度，测量重复性可达到44nm。

为研究微机械系统中的黏着、接触和变形等微观现象，基于经典弹性理论和Lennard-Jones势能定律建立了弹性球-球黏着接触模型，得到了黏着力、球面变形量及接触半径随两球体间距的变化规律．结果表明：在黏着引力的作用下，两球体在尚未接触时已产生明显的拉伸变形，导致两球体在1．5倍的原子间距时开始接触；当两球体接触后，球面轮廓和黏着力在接触区内外之间光滑过渡，不存在明显的接触区临界值．通过分析黏着力随间距的变化规律，得出了只有当两球体间距大于5倍的原子间距时，刚性黏着模型才能比较准确地得出两球体间黏着力的结论，为微机械黏着接触问题、纳米摩擦学和原子力显微镜的动态扫描等研究提供了理论根据．

针对复杂系统的优化设计问题，提出了面向非层级复杂系统的多学科目标兼容优化设计方法，对其基本思路、原理进行阐述。通过在系统级中建立兼容约束和在子系统中构造兼容目标，使各子系统在独立优化设计的同时满足各系统之间的耦合关系，并使系统得到总体的最优解。并将此算法应用于梳齿式微加速度计的设计中，验证了此方法的可行性。

采用原子力显微镜测试了微悬臂梁构件的弯曲变形规律.发现构件的弹性支撑是试验数据和理论计算出现误差的主要原因.引入支撑扭转等效刚度对探针-样品等效刚度计算公式进行修正.修正结果对大有效长度的构件与实测结果吻合良好.对短有效长度微悬臂梁,其误差原因主要为支撑的影响以及测试探针的大变形,论文进一步提出研究的建议.

在Si（100）基片上制备了十八烷基三氯硅烷（OTS）分子润滑膜，并用原子力显微镜（AFM）对比研究了施加OTS膜前后的硅表面的粘附、摩擦磨损性能。试验考虑了相对湿度和扫描速度对粘附、摩擦性能的影响。结果表明，相对于硅构件来讲，OTS膜表面粘附力较小，具有较小的摩擦因数，呈现较好的润滑性能；硅构件受湿度变化的影响比OTS膜明显。微构件的摩擦性能由于水合化学作用生成Si（OH）。润滑膜，使得其受相互间运动速度影响很大。OTS膜不仅是一种耐磨性较好的润滑膜，而且有良好的稳定性。

从闭环控制系统出发，基于力平衡式微加速度计的工作原理及工作过程，分析了机电耦合控制与结构参数对加速度计灵敏度与非线性误差的影响，并运用解析法得出以下结论：加速度计的灵敏度与系统的交流偏压及增益无关；非线性误差与系统的交流偏压及闭增益成反比，与输入加速度的三次方成正比。运用深反应离子刻蚀技术与硅微键合技术制造出加速度计敏感芯片，离心机测试的数据表明实际结果与理论结果相符。

在介绍悬臂梁法测量微构件弹性模量原理的基础上分析了测量和评价过程的主要不确定因素将模糊数学方法引入弹性模量的评价过程.在常规模型中给予有关参数一定的变动范围以隶属函数表示其取值分布情况建立了基于模糊集的评价模型.其中悬臂梁试件的刚度系数由载荷-有效挠度曲线经模糊加权线性回归拟合获得其几何尺寸考虑为正态分布模糊数利用水平截集概念转化为普通集规划问题求解.对单晶硅(100)悬臂梁试件的实验数据进行了计算得到不同置信水平下的弹性模量评价区间.研究结果表明带有模糊参数的弹性模量评价模型能适当吸收一些不确定因素同时由于考虑了测量中多种因素的影响评价结果与实际情况符合较好因此更具有参考价值.

<正> 在集成电路制造业中,随着技术的发展,实体建模工具将不仅仅局限于帮助MEMS(Microelectromechanical System)设计师简化设计流程,充分利用有限元工具软件进行分析将是发展的趋势。因此,选择合适的实体建模工具对于MEMS设计能否取得成功是至关重要的。SolidWorks除了可以进行MEMS结构设计(在过程中可以进行分析并生成掩膜)外,还可以设计所有相关的产品封装和装配设备,下面就对SolidWorks 3D建模软件在MEMS设计方面的优势做一些介绍。