微型機(jī)電系統(tǒng)端點(diǎn)特性建模技術(shù)研究.pdf

1、微型機(jī)電系統(tǒng)(也成為微電子機(jī)械系統(tǒng))基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)微型化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)而產(chǎn)生,它集成了微型光、機(jī)、電、化和生物等元件,組成可以獲取信息、處理與執(zhí)行的系統(tǒng).目前,微電子機(jī)械系統(tǒng)已在航空航電、醫(yī)療儀器、通信等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用.為改進(jìn)費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢的"試驗(yàn)和改進(jìn)"的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)者需要利用模擬工具預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)微電子機(jī)械系統(tǒng)的性能,從而減少微電子機(jī)械系統(tǒng)制造失敗的次數(shù).為進(jìn)行有效的系統(tǒng)級(jí)模擬,必須用簡(jiǎn)單的,準(zhǔn)確的模型代替微電子機(jī)械系統(tǒng)器件,才

2、能放入到系統(tǒng)模擬器中對(duì)系統(tǒng)的綜合功能快速評(píng)估.而現(xiàn)有的建立器件模型的技術(shù)都不同程度地存在著欠缺.端點(diǎn)特性器件建模技術(shù)將一個(gè)復(fù)雜的微電子機(jī)械系統(tǒng)分解為十分簡(jiǎn)單的部件,而且每個(gè)部件都抽象為有n個(gè)端點(diǎn)的模型,這種建模技術(shù)很好得表征了系統(tǒng)的物理特性,能適用于各種微電子機(jī)械系統(tǒng),但是存在部件分解難和難以得出中間變量的問題.本文針對(duì)這些問題,構(gòu)建了基于FEM的端點(diǎn)特性器件建模技術(shù).這種建模技術(shù)將微電子機(jī)械系統(tǒng)分成比較簡(jiǎn)單的器件(子系統(tǒng)),根據(jù)器件的

3、行為特性得出器件的端點(diǎn)、端點(diǎn)變量,然后采用有限元軟件ANSYS得出器件端點(diǎn)變量之間的關(guān)系.這種技術(shù)不但表征了器件的行為特性,而且解決了等效電路法受元件庫(kù)限制的不足,同時(shí)這種建模技術(shù)建立在分解部件上,減少了節(jié)點(diǎn)法建模技術(shù)的復(fù)雜性.主要工作總結(jié)如下:(1)分析了微電子機(jī)械系統(tǒng)模擬與仿真的層次以及系統(tǒng)級(jí)模擬的重要性,指出現(xiàn)有器件級(jí)模擬技術(shù)的不足;(2)針對(duì)原有端點(diǎn)特性建模技術(shù)存在的主要問題,提出運(yùn)用ANSYS的特點(diǎn)直接得出端點(diǎn)量之間的關(guān)系,構(gòu)