《机械设计手册》第6版 单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》　《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《微机电系统及设计》，主要介绍了微机电系统概述、微机电系统制造、微机电系统设计、微机电系统实例等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。

出版说明
前言

第28篇微机电系统及设计

第1章微机电系统概述

1基本概念28-3

11微传感器28-3

12微执行器和微结构28-3

13微机电系统的基本特征28-4

14微机电系统技术和微电子技术的比较28-4

2微机电系统发展历程28-4

3微机电系统及相关技术28-5

31微机电系统组成28-5

32微机电系统设计28-6

33微机电系统制造28-6

34微机电系统封装28-7

35微装配28-8

36系统封装（SiP）28-8

37微机电系统可靠性28-9

38微机电系统测试28-9

4微机电系统应用领域28-10

41微机电系统在汽车中的应用28-10

42微机电系统在医疗和生命科学领域中的
应用28-11

43微机电系统在电信领域中的应用28-11

第2章微机电系统制造

1体硅微机械加工技术28-12

11硅晶体的描述28-12

12各向同性腐蚀28-12

13各向异性腐蚀28-13

131不同腐蚀液中的腐蚀速率28-13

132腐蚀速率与温度的关系28-14

133腐蚀速率与腐蚀液含量的关系28-15

134腐蚀速率与衬底掺杂浓度的
关系28-15

135不同腐蚀液中的腐蚀表面状况28-16

136各向异性腐蚀加工技术中的凸角
补偿方法28-16

14深反应离子刻蚀28-17

141刻蚀原理28-17

142载片台温度与SF6/O2配比的
影响28-18

143SF6流量与ICP功率的影响28-19

144滞后效应和凹缺效应28-19

145深反应离子刻蚀工艺优化28-20

15硅直接键合技术28-21

151硅直接键合技术的分类28-21

152键合前的清洗28-22

153键合表面的活化28-23

154平整度对键合的影响28-23

155键合后的热处理28-24

156键合质量的表征28-24

2表面微机械加工技术28-26

21表面微机械加工的薄膜材料及
其特性28-26

211多晶硅28-26

212氧化硅28-28

213氮化硅28-30

214碳化硅28-30

215其他表面微机械加工材料28-31

22牺牲层释放腐蚀技术28-31

221氧化硅牺牲层的腐蚀28-31

222黏附问题及其解决方案28-33

23标准化的表面微机械加工工艺28-36

231MUMPS加工工艺28-36

232SUMMiTTMV加工工艺28-36

3玻璃微机械加工技术28-37

31湿法刻蚀28-37

32干法刻蚀28-38

33阳极键合28-39

34模具成型28-40

35其他加工方法28-42

4UVLIGA技术28-42

41工艺流程28-43

42去胶工艺28-45

43SU8胶光学特性28-47

44SU8胶其他特性28-48

5其他微机械加工技术28-48

51激光微加工技术28-48

52电火花微加工技术28-50

53热压微成型技术28-51

54注射微成型技术28-52

6微机电系统制造工艺优化28-53

61常用材料的刻蚀特性28-53

62微机电系统加工技术比较28-60

63工艺设计及优化28-61

目录
目录
第3章微机电系统设计

1设计工具28-64

11CoventorWare简介28-64

12CoventorWare设计实例28-65

13IntelliSuite简介28-66

14IntelliSuite设计实例28-67

2微机械润滑28-70

21比例尺度基础知识28-70

211立方定律28-70

212连续介质假设28-70

213表面粗糙度28-71

22润滑的基本方程28-71

23Couette流阻尼28-71

24压膜阻尼28-72

241基本方程28-72

242通气孔效应28-72

25摩擦和磨损28-73

3静电执行器28-73

31面内运动执行器28-73

32离面运动执行器28-73

33性能参数28-74

34材料参数28-74

35材料选择优化28-75

36多层材料的选择28-76

4压电执行器28-76

41执行器性能设计28-77

42材料选择28-78

43性能综合28-81

5热执行器28-82

51双层材料热执行器基本原理28-82

52性能设计28-82

53性能指标的优化28-83

54双层材料执行器材料选择28-85

55执行器设计的其他因素28-89

6热气动和相变执行器28-89

61热气动执行器的原理28-89

62隔膜结构的机械设计28-89

63热气动执行器的热学性能28-93

64热气动执行器的材料选择28-94

65相变执行器28-94

66设计综合28-95

7磁执行器28-95

71按比例缩小规则28-95

72永磁体和线圈间的等效28-96

73微线圈中的电流密度28-97

74磁相互作用的优点28-97

8执行器比较28-98

81微执行器分类28-98

82MEMS执行器和宏观执行器的性能图28-98

821最大力和最大位移28-98

822位移分辨力与最大位移28-100

823最大频率与最大位移28-100

第4章微机电系统实例

1微机械压力传感器28-101

11器件结构与性能参数28-101

12压阻式压力传感器28-102

13电容式压力传感器28-105

131设计改进28-106

132电路集成和器件补偿28-107

14其他类型压力传感器28-109

141谐振式压力传感器28-109

142伺服控制式压力传感器28-109

143隧道压力传感器

本版手册为新出版的第6版7卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。

《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为国家级重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国优秀科技图书奖二等奖（1995年）、中国机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、中国机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国优秀畅销书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域权威的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。

第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性”外，更加突出了“创新性”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。

在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝练。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。

本版手册分为7卷55篇：第1卷机械设计基础资料；第2卷机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷流体传动与控制；第5卷机电一体化与控制技术；第6卷现代设计与创新设计（一）；第7卷现代设计与创新设计（二）。

本版手册有以下七大特点：

一、构建新体系

构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。

二、凸显创新性

习近平总书记在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：

（1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。

该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。

前言
前言

（2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。

“第11篇机构设计”篇新增加了“机构创新设计”一章，该章编入了机构创新设计的原理、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）仿真分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。

（3）编入了一大批典型的创新机械产品。

“机械无级变速器”一章中编入了新型金属带式无级变速器，“并联机构的设计与应用”一章中编入了数十个新型的并联机床产品，“振动的利用”一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯性共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了国家或省部级奖励，有的是专利产品。

（4）编入了机械设计理论和设计方法论等方面的创新研究成果。

1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在国际上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。

2）根据多年的研究，提出了以非线性动力学理论为基础的深层次的动