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研究生课程考试成绩单

（试卷封面）

院 系 学生姓名 课程名称 授课时间 专业 学号 微电子机械系统 2013年 3月至2013年 6 月 周学时 2 学分 2 简 要 评 语 考核论题 总评成绩 （含平时成绩） [微电子机械系统] 作业 备注

任课教师签名： 日期：

注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简

要评语”栏缺填无效。

2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。 3. 学位课总评成绩以百分制计分。

习题1.6查出两种压力传感器的产品性能表；一种基于MEMS技术，一种基于

非MEMS技术。根据本书1.3.2所列的标准，总结这两种产品的性能。

答：下表是艾克威特智能科技有限公司的陶瓷电容压力传感器CPS312和freescale的mems压力传感器MPX10的性能表 型号 CP312 性能 灵敏度 线性度 量程 漂移 MPX10 3.5mV/kPa -1.0~1.0%VFSS 75kPa 1ms -40~+120℃ ?0.1% VFSS 7kPa~2MPa 响应时间 <10ms 工作温度 -40~+120℃ ±0.01％FS/℃ ?15μV/℃ 从以上性能表来看，基于MEMS技术的压力传感器的响应时间短，漂移小，但是其量程小，

适合测量压力较小的精确测量，而非MEMS技术的压力传感器适合大压力的压力测量

习题2.4画出本章讨论的压力传感器制造过程（图2-6）。扩展教材中的流程图使其包含光刻步骤等所有的步骤。这个练习的目的是认识、学习并熟悉画图软件。试描绘出几何形状，包括诸如侧壁和斜坡的覆盖层等一些细节。

答：

1）衬底准备5）刻蚀二氧化硅9）上层圆片减薄2）生长二氧化硅6）刻蚀衬底10）光刻胶淀积3）涂光刻胶7）去除二氧化硅11）注入孔光刻4）显影8）上层圆片键合12）掺杂区注入

习题3.25证明中心点加力的双端固支梁的力常数可以看成两个简支的并联梁，并且横截面积不变，长度变为原来的一半。

解：设双端固支梁的长为l，宽为w，厚t，则可得其中点最大位移为：

Fl3d?

192EIF192EIwt3?所以其力常数为：k? ，其中I? ddl312l，由于其截面积和双端固支梁相同，所以转动惯量不变，2F12EI96EI??则可得其力常数为：k?? ddl?3dl3设简支的悬臂梁的长为l??两个悬臂梁并联后的力常数为：ke?2k??k 因而得证以上结论

习题3.26用单晶硅制造宽为20μm的单端固支悬臂梁，使得力常数为10N/m、谐振频率为10KHz。求悬臂梁要求的长度和厚度。硅的杨氏模量为12GPa。硅材料的密度为2330kg/m3。从下面的选项中选出正确的答案并给出理由。

1) 长=6.4mm、宽=351μm 2) 长=2.9mm、宽=75.7μm 3) 长=143mm、宽=3.65mm

Ewt3?10N/m， 解：固支悬臂梁的力常数为：k?34l其中，w?20?m，E?120?10Pa

9wt33.52EIg3又知其谐振频率为f?，其中???g，??2330 kg/m，I?122??l4由以上式子可以得出l?2.97mm，t?75.78?m 所以选择2）

习题4.4由四个硅梁支撑的平行板电容器如下图所示，上极板面积为1mm×

1mm，四根支撑梁都是500μm长、5μm宽、0.3μm厚。平行板电容器受到的力常数km是多少？（注意：图并未按尺寸比例画）。硅的杨氏模量取120Gpa。

1）0.1N/m；2）0.4N/m；3）0.00013N/m；4）0.00052N/m；5）0.00003N/m。

解：单个简支悬臂梁的力常数为：

F12EIEwt3k???3

ddl3l所以平行板电容器受到的力常数为km?4k?5.2?10 所以选择4）

?4习题 4.5如果习题4.4中的支撑梁变为0.25mm（也就是原长的一半），以下哪个表述是正确的？

1）吸合电压将增加为四倍； 2）当梁的位移超过x0/6时，平板将发生吸合；