译者序
德国亚琛工业大学Werner Karl Schomburg教授在清华大学讲授Design in Micro Technique课程的时候，我负责翻译课程资料，因此当课程教材Introduction to Microsystem Design出版后，把它翻译成中文就成了我的责任。Schomburg教授非常高兴这本书能出中文版，他还指出了第2版的几处错误，希望能在中文版中及时订正，因此本书既是Introduction to Microsystem Design第2版的中文版，同时也是修订版。
微系统技术，在中国被称为微机电系统（MicroElectroMechanical System, MEMS）技术，是一个交叉学科的技术领域。关于微机电系统设计已有一些经典书籍，但大多是从微尺度下的传感和驱动机理出发的，往往需要多学科的基础知识。本书则是从微结构和功能单元出发，通过分析微结构的特性，从而利用这些特性来实现特定的功能。这与我们宏观机电系统从结构，到零件，再到部件，最后到系统的设计过程相似，因此对于具备机电系统设计基础的学生和工程人员来说，也许更容易接受。得益于德国学者的严谨，本书给出了大量描述微结构特性的数学公式。虽然目前微机电系统设计都需要利用有限元仿真，但是微结构的数学模型仍然是设计的开端和基础，因此本书非常适合作为教材或参考书。
原书由我的学生挑选自己感兴趣的章节进行翻译，然后交给我修改和统稿。具体翻译分工如下： 张旭东（绪论、第1、18、21章），谭羽杉（第9、20章），孙宇（第13、15、16章），杨拓宇（第8、12、23章），王玺（第5、11、14、17、22章），刘跃明（第6、7章），廖呈玮（序言、第2、3章），张文阳（第4、10章），刘子韬（第19章），在这里对他们表示由衷的感谢。原书大部分内容最初是用德语写的，英文转译难免会出现一些不容易理解或不习惯的表述，对于这些内容的翻译我们是通过讨论和商榷最后确定的。
由于翻译水平有限，书中难免会有错译、误译或不恰当之处，恳请读者批评指正。
董瑛
2019年5月
第2版前言
《微系统设计导论(第2版)》纠正了第1版中发现的错误，并增加了电学测量章节、8个表格、14幅图、57个方程和12个练习题。第2版对导路、膜片、膜片上的应变计、电容力和压力传感器等章节进行了重大改进。所有练习题都经过了学生的实际解答并给出反馈。有兴趣使用本书进行教学并且需要练习题答案的老师可以写信给作者(Schomburg@KEmikro．RWTHAachen．de)，练习题和答案也有德语版本。
为了方便查找具体的内容，我在本书中系统地排列了各个章节。在本书的最后，还列出了传感器和执行器的所有特性曲线以及方程式。因此，对于教学顺序与本书不同的情况，使用这本书开展教学可以变得更有趣和更有效。例如，电学测量章节中的反馈测量，可以在压力传感器章节中首次需要使用的地方进行介绍。
衷心感谢帮助我找到不足和纠正错误、提出建设性意见和对本书作出贡献的助手和学生们。希望这本书的读者可以和我多多交流，并且提出宝贵的建议与意见。
第1版前言
微系统技术(MST)或微机电系统(MEMS)在美国是一种相对新兴的技术，该技术可用于制造微型设备，例如用于制造可植入给药系统和微全分析系统(TAS)的微阀门，它可以在几厘米的聚合物芯片上建造一个小型实验室。 MST起源于30多年前，标志性的事件是硅的各向异性腐蚀的发现［1］和牺牲层技术的发明［2］。
如今，MST已经是一种成熟的技术，是许多产品的技术基础。现代生活的许多领域都是基于容易被我们忽视的微系统技术。在大多数汽车中，微型传感器用于测量加速度、角速度、压力和流量。手表、助听器、移动电话、投影机、喷墨打印机、PC机和用于微创手术的导管等都是MST的实际应用案例。因此，许多工作都需要用到而且必须用到微系统技术。
在过去的几十年中，MST的制造技术一直是研究和开发的主要问题，从而形成了一些现在的标准生产工艺，如体硅蚀刻、反应离子蚀刻、表面微加工、微成型、硅熔融键合等。这些工艺流程在几本教科书［36］中有详细的介绍，可用于相关行业和大学的教学。
然而，MST不仅以其新颖的制造工艺为特征。系统在向微小尺寸过渡的同时要与设计的需求相结合。小型化的传感器或执行器由于新的制造技术和较小的尺度而需要不同的设计，这导致了作用效果和受力的显著变化。例如，毛细管力在宏观世界中并不重要，但它可以用作微系统的驱动力。压电效应和热应变是大家所熟知的，需要在宏观工程中加以考虑，但在MST中则起着更加重要的作用。
到目前为止，还没有系统地描述微系统设计的教科书。因此，本书的出版填补了这个空白。本书以亚琛工业大学和清华大学在第五学期或更高学期的本科生课程为基础编写。本书可以作为类似课程学习、自学的基础，或作为有经验的工程师的参考书。书中提出的所有方程式都不仅限于微系统，在宏观世界基本也是有效的。因此，本书也可以帮助在不同领域工作的工程师。
本书虽然没有描述MST的制造过程，但即使不知道这些过程也可以理解书中的内容。它提供了在MST计算中非常重要的效应和作用力，或者至少估计其数量级所需要的基本方程。
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