MEMS微結(jié)構(gòu)幾何特征提取與評定的方法.pdf

1、近幾年來微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）蓬勃增長，越來越向微小化發(fā)展，以其自身的體積小、重量輕、功耗低、速度快、靈敏度高等優(yōu)點受到世界各國的青睞，被迅速而廣泛地應(yīng)用于航空航天、軍事、生物醫(yī)學(xué)、信息、自動控制等領(lǐng)域。MEMS測試計量理論與技術(shù)、MEMS測試計量基本框架的確立是MEMS設(shè)計、制造及質(zhì)量控制和評價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，目前還很薄弱甚至于處在真空期，迫切需要進(jìn)行系統(tǒng)而深入的研究。本論文針對MEMS微結(jié)構(gòu)特征測試計量關(guān)鍵理論與技術(shù)展開研究，主要研

2、究MEMS微結(jié)構(gòu)特征的分析、提取、表征和評定方法，包括基準(zhǔn)面數(shù)學(xué)模型構(gòu)造，微結(jié)構(gòu)功能特征區(qū)域分割技術(shù)，從而初步建立MEMS微結(jié)構(gòu)幾何特征的評價標(biāo)準(zhǔn)體系。
　　論文首先通過多種類型MEMS器件結(jié)構(gòu)特點和加工工藝特性的分析，提出了MEMS微結(jié)構(gòu)表面特征的主要分類。一類為臺階，溝槽和狹縫；另一類為半球體，圓柱體或自由曲面體基元組成的周期性陣列。這兩類微結(jié)構(gòu)特征是具有典型性和代表性的MEMS幾何特征，也是MEMS測試計量的關(guān)鍵，從而建立了

3、MEMS幾何特征分析評定的重要基礎(chǔ)。
　　提出并建立了基于最小二乘和B樣條理論的MEMS微結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)面算法模型，用基準(zhǔn)面這一理想的幾何要素來評定微結(jié)構(gòu)在MEMS器件中的位置及微結(jié)構(gòu)各個尺度參數(shù)，從而實現(xiàn)多樣性MEMS微結(jié)構(gòu)評定基準(zhǔn)面的有效準(zhǔn)確提取。
　　提出并建立了基于Wolf Pruning的MEMS器件微結(jié)構(gòu)功能特征區(qū)域分割方法。該方法在分水嶺算法的基礎(chǔ)上使用符合拓?fù)鋵W(xué)三大定律的修剪規(guī)則，加快了區(qū)域準(zhǔn)確性。相比之前的圖像分