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本科课程手册|杜克MEMS
本手册提供了有关杜克大学机械工程本科课程（ME）的详细信息。它涵盖了计划任务，教育目标，部门的主要要求和普拉特学校的要求。它包含有关许多学生活动的建议和程序指南，例如研究和独立研究活动以及出国留学。它为计划获得航空航天工程，能源与环境，材料科学和工程以及机器人技术和自主权的学生提供信息。它还涵盖了计划使用电气和计算机工程（ECE）或能源工程的PRATT小调的学生的规则和信息，并计划在生物医学工程（BME）的PRATT上第二份专业。杜克大学机械工程的本科专业是美国最好的计划之一，也是普拉特工程学院的最受欢迎专业。学生群体在地理和文化上都是多样的，并且是全国和世界上最好的学生的横截面。该计划强调了包括机械工程的四个主要学科中的基本理解和基于项目的学习：动态和控制，流体和热科学，材料科学以及力学以及力学和设计。深入曝光和广度到这些领域，使学生成功进入行业和研究生院。该计划在基本的工程主题中提供准备，同时为学生提供了广泛的灵活性，可以追求自己的专业兴趣，包括动手经验，研究和独立研究，证书，未成年人以及工程学，科学和自由艺术的第二名，以及出国学习。
硅光子mems加载滤波器
引言硅光子学在过去几十年中已成为高性能光子集成电路（PIC）的成熟技术。标准化的硅光子技术平台受益于公认的制造工艺，基于CMOS Electronics Microfrication的体验，并助长了PIC设计师作为标准图书馆组件的大量高性能设备。中，基于光圈谐振器的附加电源过滤器已证明成功地在波长分层多路复用（WDM）电路中操纵光谱通道。标准硅光子平台中的主动加载过滤器通常会利用热形或等离子体分散效应。热控制的附加电源过滤器提供多种可调性（> 10 nm），但MS响应时间缓慢[1]。他们的高功耗和热串扰限制了可以集成在单个电路中的组件的数量。附加滤波器提供了NS响应时间，没有实质性的串扰[2]。然而，此类过滤器通常具有有限的调谐范围，并且由于组件的活性区域中的光子载体散射而导致过多的光学损失。最近，微机电系统（MEMS）技术已被认为是增强标准硅光子学的绝佳途径。好处包括低功率运行，大型指数可调性以及与标准硅光子平台制造过程的兼容性[3]。迄今为止，通过实现可移动的波导和环/磁盘谐振器[4] - [6]来实现硅光子磁极加载滤波器。尽管如此，此类先前的演示需要定制的光子技术。
静电驱动 MEMS 悬臂梁建模
顾名思义，悬臂梁 MEMS 开关是一种由机械位移控制的电开关。它由两个主要部分组成：底座和悬臂梁（图 1）[1]。悬臂梁由导电材料制成（或其一部分，取决于设计），通常是铝。底座上沉积有一层导电材料层。在设备的这两个导电部分之间施加电压后，形成一个有限平行板电容器 [2, 3]，由于电容器板之间的静电吸引力 [4, 5]，悬臂梁开始向底座弯曲。悬臂梁以弹性反作用力 [6] 作出反应，并在两个力抵消的位置停止。在某个电压（驱动电压）[7–10] 下，力之间的平衡变得不稳定，悬臂梁在底座上坍塌 [11]，从而建立电容器板之间的接触并闭合电路。在该模型中，认为下电极上没有沉积介电层（因此极化电荷可以忽略不计 [12]）。新的理论模型考虑了有限平行板电容器中的边缘效应。将理论上获得的驱动电压与计算机模拟的 MEMS 设备驱动电压进行了比较。
MEMS在冲击环境中的可靠性：2000–2020
摘要：电击环境中MEMS的可靠性是一个复杂的领域，涉及结构动力学，断裂力学和系统可靠性理论等。随着在汽车，物联网，航空航天和其他恶劣环境中使用MEMS的增长，需要深入了解电击环境中MEMS的可靠性。尽管有许多文章的贡献，这些文章概述了MEMS的可靠性，但迄今为止，该审查论文特别关注MEMS的可靠性研究。This paper reviews studies which examine the reliability of MEMS in shock environments from 2000 to 2020 in six sub-areas, which are: (i) response model of microstructure, (ii) shock experimental progresses, (iii) shock resistant microstructures, (iv) reliability quantification models of microstructure, (v) electronics- system-level reliability, and (vi) the coupling phenomenon of shock with其他因素。本文围绕电击环境中MEMS可靠性的概述填写差距。通过这六个子区域的框架，我们提出了一些可能值得关注的方向来进行未来的研究。
将微电力系统（MEM）应用于传感器：评论
本文对机器人技术和工业应用中微机械系统（MEMS）的当前应用进行了综述。mems在我们的日常生活以及自动线和工业应用方面广泛用作执行器或传感器。建立新的聚合物和复合材料的交集，例如硅和微型制造技术进行微型缓存和微型组装，带来了MEMS设备的应用和效率的重新增长。mems表示，尺寸降低，更高的可靠性，多功能性，cus tomized Design和功率使用情况方面有很大改善。在机器人技术和工业应用中使用的各种设备和技术的演示以及硅在传感器开发中的使用和作用中进行了说明。还讨论了一些未来的趋势及其观点。
2. MEMS 电容中的边缘场建模...
建模是设计 MEMS 设备的关键步骤。它需要在不制造设备的情况下估计设备性能。最初，需要进行简单的计算来验证具有给定性能的设备生产的可能性，并了解实现预期目标所需的基本参数。此外，通常进行优化以改进设计。这两个步骤都需要非常快速且足够精确的模拟方法，以缩短上市时间。在许多情况下，经典的精确 FEM 模拟不是必需的，而是使用简单的分析模型。加速度计等 MEMS 设备通常使用简单形状的元素，可以用简单的分析公式轻松描述。然而，在电容换能的情况下，分析建模变得更加复杂。通常，这些设备在线性响应范围内工作，但无法避免非均匀电场的影响。由于边缘场，使用经典平行板公式时经常低估电容。因此，需要适当的边缘场建模。在本章中，介绍了 MEMS 加速度计示例的边缘场分析建模。特定结构类型称为梳状驱动，由许多小电容器组成，可增强边缘场的影响。分析了所有轴上的加速度计。此外，由于使用细手指，Z 轴加速度计会产生不同的电场分布。因此，推导出各种条件下的解析公式。最后，将该模型与 Coventor MEMS+ 进行比较，并测量制造的结构以验证解析方法。
NPL 报告 MEMS 传感器和计量概述...
微型机械结构的开发和制造已有数百年历史，其中最著名的是钟表制造商。制造尺寸非常小且公差更小的物体通常被称为“精密工程”。微工程是一项相对较新的技术，只有大约二十年的历史，主要利用从微电子行业借用的技术。然而，微电子通常使用二维设计和制造，而微工程需要三维精密制造。首字母缩略词 MEMS 代表微机电系统，最早于 20 世纪 80 年代在美国使用。在欧洲，短语 MST（微系统技术）也用于代替 MEMS，日本人使用术语微机械。出于本报告的目的，我们将使用首字母缩略词 MEMS。在科学和工程领域，新技术的出现通常有两个驱动因素。首先，是新技术的发现或寻找新技术的动力。其次，需要解决方案来解决特定的工程问题。可以说 MEMS 技术由这两个因素组成，因为它是一项相对较新的技术，但另一方面，它提供了一种改进的现有设备制造方法。本报告是 DTI 国家测量系统工程测量计划 2005 - 2008“先进传感器计量”资助项目的一部分。撰写本报告的主要原因是根据这些发现以及与目前生产 MEMS 传感器的英国主要工业公司的讨论，为项目后续研究和开发部分的制定提供建议。本报告分为两部分：第 2 章至第 5 章介绍当前的 MEMS 传感器技术、制造技术和常见故障模式。需要了解这方面的一些知识才能理解第 6 章及以后的内容，这些章节集中讨论了当前计量技术对 MEMS 行业和工业要求的局限性。
感知 MEMS 传感器和执行器的市场增长
DOWSIL™ ME-1190 粘合剂 透明 可喷射分配；高模量 3,500 370 D 59 7.4 130°C/1 小时 喷射 DOWSIL™ ME-1180 粘合剂 透明 可喷射分配；良好的应力消除效果 5,600 23.4 A 81 5.5 130°C/1 小时 分配；喷射 DOWSIL™ ME-1070 粘合剂 黑色 高触变性；高粘合强度 37,000 12.2 A 74 11.0 150°C/0.5 小时 印刷；分配 DOWSIL™ 7920-LV 芯片粘接粘合剂 可喷射分配；高粘合强度 22,000 7.2 A 68 9.0 150°C/1 小时 分配；喷射
空间应用 MEMS 可靠性保证指南
可靠性模型的应用 ................................................................ 16 故障 .............................................................. 18 .............................................................. 9 附加阅读材料 ..............................................................................................
用于 MEMS 的晶圆级制造永久微磁体的研究
摘要：将永久微磁体单片集成到 MEMS 结构中可为磁性 MEMS 应用提供诸多优势。一种名为 PowderMEMS 的新技术已用于在 8 英寸晶圆上制造永久微磁体，该技术基于通过原子层沉积 (ALD) 聚集微米级粉末。在本文中，我们报告了由两种不同 NdFeB 粉末粒径制备的 PowderMEMS 微磁体的制造和磁性特性。在 75 ◦ C 的低 ALD 工艺温度下实现了 423 mT 的剩磁和 924 mT 的固有矫顽力，使该工艺与 MEMS 技术兼容。借助 Wohlfarth 方程讨论了微磁体中的磁可逆机制。为了确保这种集成微磁体在不同应用环境中的可操作性，我们进行了一系列实验，系统地研究了热稳定性和腐蚀稳定性。粉末颗粒尺寸较大（d50 = 25 µ m）的 NdFeB 微磁体在空气中表现出较高的热稳定性。此外，通过等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 沉积的额外氧化硅钝化层显著提高了微磁体的腐蚀稳定性。所给出的结果证明了 PowderMEMS 微磁体的耐用性，使其能够应用于微流体、传感器、执行器和微电子等各个领域。