IEC 62047-1:2005

NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
62047-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2005-09
Dispositifs à semiconducteurs –
Dispositifs microélectromécaniques –
Partie 1:
Termes et définitions
Semiconductor devices –
Micro-electromechanical devices –
Part 1:
Terms and definitions
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 62047-1:2005
Numérotation des publications Publication numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.

Editions consolidées Consolidated editions

Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its

CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1

exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI The on-line catalogue on the IEC web site
(www.iec.ch/searchpub) vous permet de faire des (www.iec.ch/searchpub) enables you to search by a
recherches en utilisant de nombreux critères, variety of criteria including text searches,
comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations en line information is also available on recently
ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
publications, les publications remplacées ou retirées, publications, as well as corrigenda.
ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published • IEC Just Published
Ce résumé des dernières publications parues This summary of recently issued publications
(www.iec.ch/online_news/justpub) est aussi dispo- (www.iec.ch/online_news/justpub) is also available
nible par courrier électronique. Veuillez prendre by email. Please contact the Customer Service
contact avec le Service client (voir ci-dessous) Centre (see below) for further information.
pour plus d’informations.
• Service clients • Customer Service Centre
Si vous avez des questions au sujet de cette If you have any questions regarding this
publication ou avez besoin de renseignements publication or need further assistance, please
supplémentaires, prenez contact avec le Service contact the Customer Service Centre:
clients:
Email: custserv@iec.ch Email: custserv@iec.ch
Tél: +41 22 919 02 11 Tel: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00 Fax: +41 22 919 03 00
.
NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
62047-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2005-09
Dispositifs à semiconducteurs –
Dispositifs microélectromécaniques –
Partie 1:
Termes et définitions
Semiconductor devices –
Micro-electromechanical devices –
Part 1:
Terms and definitions
 IEC 2005 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in any
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, form or by any means, electronic or mechanical, including
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les photocopying and microfilm, without permission in writing from
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. the publisher.
International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembé, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland
Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmail@iec.ch Web: www.iec.ch
CODE PRIX
T
PRICE CODE
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 62047-1  CEI:2005
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4

1 Domaine d'application .8

2 Termes et définitions .8

2.1 Termes généraux .8

2.2 Termes relatifs à la science et à la technique .10

2.3 Termes relatifs à la science des matériaux .12

2.4 Termes relatifs aux éléments fonctionnels .14
2.5 Termes relatifs aux techniques d'usinage .24
2.6 Termes relatifs aux technologies de collage et d'assemblage .36
2.7 Termes relatifs aux technologies d'évaluation.40
2.8 Termes relatifs aux technologies d'application.42

Annexe A (informative) Points de vue et critères pris en compte lors de la rédaction de
ce glossaire .48

62047-1  IEC:2005 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5

1 Scope.9

2 Terms and definitions .9

2.1 General terms .9

2.2 Terms relating to science and engineering .11

2.3 Terms relating to material science.13

2.4 Terms relating to functional element.15
2.5 Terms relating to machining technology.25
2.6 Terms relating to bonding and assembling technology.37
2.7 Terms relating to evaluation technology .41
2.8 Terms relating to application technology.43

Annex A (informative) Standpoint and criteria in editing this glossary.49

– 4 – 62047-1  CEI:2005
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

___________
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –

DISPOSITIFS MICROÉLECTROMÉCANIQUES –

Partie 1: Termes et définitions

AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.

La Norme internationale CEI 62047-1 a été établie par le comité d'études 47 de la CEI:
Dispositifs à semiconducteurs.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47/1821/FDIS 47/1840/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

62047-1  IEC:2005 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MICRO-ELECTROMECHANICAL DEVICES –

Part 1: Terms and definitions
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 62047-1 has been prepared by IEC technical committee 47:
Semiconductor devices.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
47/1821/FDIS 47/1840/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.

– 6 – 62047-1  CEI:2005
La CEI 62047 comprend les parties suivantes, regroupées sous le titre général Dispositifs à
semiconducteurs − Dispositifs microélectromécaniques:

Partie 1: Termes et définitions

Partie 2: Méthodes d’essais de traction des matériaux à couche mince (en préparation)

Partie 3: Pièce d’essai normalisé à couche mince pour essai de traction (en préparation)

Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant la date de
maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous «http://webstore.iec.ch» dans les

données relatives à la publication recherchée. A cette date, la publication sera

• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
62047-1  IEC:2005 – 7 –
IEC 62047 consists of the following parts, under the general title Semiconductor devices −
Micro-electromechanical devices:

Part 1: Terms and definitions
Part 2: Tensile testing methods of thin film materials (in preparation)

Part 3: Thin film standard test piece for tensile testing (in preparation)

The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in

the data related to the specific publication. At this date, the publication will be

• reconfirmed,
• withdrawn,
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 62047-1  CEI:2005
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –

DISPOSITIFS MICROÉLECTROMÉCANIQUES –

Partie 1: Termes et définitions

1 Domaine d'application
Cette partie de la CEI 62047 définit des termes pour les dispositifs microélectromécaniques
en incluant le processus de production de ces dispositifs.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les définitions suivantes s'appliquent.
2.1 Termes généraux
2.1.1
dispositif microélectromécanique
systèmes électromécaniques microminiaturisés, dans lesquels des capteurs, des actionneurs
et/ou des circuits électriques sont intégrés sur une pastille de semiconducteur
2.1.2
MEMS
systèmes électromécaniques microminiaturisés, dans lesquels des capteurs, des actionneurs
et/ou des circuits électriques sont intégrés sur une puce utilisant un procédé à semi-
conducteurs
NOTE MEMS est un acronyme pour "systèmes microélectromécaniques". Le terme MEMS est principalement
utilisé aux Etats-Unis. En général, ce terme sous-entend les technologies pour réaliser les microstructures,
capteurs, et actionneurs en utilisant la technologie de procédé silicium même si on l’emploie occasionnellement
sous d’autres sens.
2.1.3
MST
technologies pour réaliser les microsystèmes électriques, optiques et de machines et même
leurs composants en utilisant le micro-usinage
NOTE MST est un acronyme pour "technologies des microsystèmes". Le terme MST est essentiellement utilisé en
Europe.
2.1.4
micromachines
dispositifs miniaturisés dont les composants sont de plusieurs millimètres ou de taille
inférieure ou un microsystème consistant en une intégration de tels dispositifs
NOTE Le terme de 'micromachine' revêt un sens large allant d’un dispositif fonctionnel tel qu’un capteur qui
utilise la technologie des micromachines à un système complet. Une machine moléculaire appelée nanomachine
en fait également partie. De telles applications industrielles sont prévues comme les systèmes de contrôle et de
réparation pour la tuyauterie et les espaces confinés, et les micro-usines qui consomment moins d’énergie. Dans le
domaine médical, les micromachines sont prévues pour remplacer la chirurgie ordinaire par un traitement moins
invasif de l’intérieur du corps. La recherche et le développement pour la réalisation de micromachines sont divisés
en deux approches: les systèmes microélectromécaniques (MEMS) utilisant les processus de fabrication à
semiconducteurs, et la miniaturisation des technologies de machines existantes.

62047-1  IEC:2005 – 9 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MICRO-ELECTROMECHANICAL DEVICES –

Part 1: Terms and definitions
1 Scope
This part of IEC 62047 defines terms for micro-electromechanical devices including the
process of production of such devices.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following definitions apply.
2.1 General terms
2.1.1
micro-electromechanical device
microsized device, in which sensors, actuators, mechanical components and/or electric
circuits are integrated
2.1.2
MEMS
microsized electromechanical systems, in which sensors, actuators and/or electric circuits are
integrated on a chip using a semiconductor process
NOTE MEMS is an acronym standing for "micro-electromechanical systems". The term MEMS is mostly used in
the United States. In general, this term means technologies to realize microstructures, sensors, and actuators by
using silicon process technology, though it is occasionally used in some other meanings.
2.1.3
MST
technologies to realize microelectrical, optical and machinery systems and even their
components by using micromachining
NOTE MST is an acronym standing for microsystem technologies. The term MST is mostly used in Europe.
2.1.4
micromachine
miniaturized devices the components of which are several millimeters or smaller in size, or a
microsystem that consists of an integration of such devices
NOTE The term 'micromachine' has a broad sense from a functional device such as sensor that utilizes the
micromachine technology to a completed system. A molecular machine called a nanomachine is also included.
Such industrial applications are expected as inspection and repair systems for piping or confined spaces, and
micro-factories, which consume less energy. In the medical field, micromachines are expected to replace ordinary
surgery by less invasive treatment from the inside of the body. Research and development for the realization of
micromachines is divided into two approaches: micro-electromechanical systems (MEMS) using semiconductor
manufacturing processes, and miniaturization of the existing machine technologies.

– 10 – 62047-1  CEI:2005
2.1.5
technologie des micromachines
terme générique pour les technologies ayant trait aux micromachines

NOTE Les technologies liées aux micromachines sont extrêmement diversifiées. Dans le domaine de la

technologie fondamentale, les technologies des micromachines comprennent la conception, le matériau, le
traitement, l’élément fonctionnel, le système de commande, l’alimentation en énergie, les liaisons et les

assemblages, le circuit électrique et l’évaluation ainsi que la microscience et la microtechnique telles que la

thermodynamique et la tribologie à une microéchelle. Les technologies des micromachines comportent deux
aspects: les technologies nécessaires pour réaliser les micromachines, et les technologies nécessaires pour
appliquer de tels germes techniques aux autres domaines industriels.

2.2 Termes relatifs à la science et à la technique
2.2.1
microscience et technique
science et technique pour le monde microscopique des micromachines
NOTE Lorsque les systèmes mécaniques sont miniaturisés, divers paramètres physiques varient. Deux cas
prévalent: 1) ces variations peuvent être prédites en extrapolant les variations du macromonde; 2) les particularités
du monde microscopique deviennent apparentes et l’extrapolation n’est pas possible. Dans ce dernier cas, il est
nécessaire d’établir de nouvelles équations théoriques et empiriques pour l’explication des phénomènes du monde
microscopique. De plus, il faut que de nouvelles méthodes d’analyses et de synthèses pour traiter les problèmes
techniques soient développées. La science des matériaux, la dynamique des fluides, la thermodynamique, la
tribologie, la technique de commande, et la cinématique peuvent être systématisées comme microsciences et
techniques supportant la micromécatronique.
2.2.2
effet d’échelle
variations des divers effets sur le comportement des objets ou des propriétés causées par la
modification de la dimension de l’objet
NOTE Le volume d’un objet est proportionnel à la puissance trois de sa dimension, tandis que la surface est
proportionnelle à la puissance deux. En conséquence, l’effet de force de surface devient plus grand que celui de la
force de masse dans le monde microscopique. Par exemple, la force dominante dans le mouvement de l’objet
microscopique n’est pas la force d’inertie mais la force électrostatique ou la force visqueuse. Les propriétés de
matériaux d’objets microscopiques sont également affectées par la surface et la structure du matériau interne, et
en conséquence, les valeurs caractéristiques sont parfois différentes de celles de volumes. Les propriétés de
friction dans le monde microscopique diffèrent également de celles du monde macroscopique. Par conséquent, ces
effets doivent être considérés avec prudence lors de la conception d’une micromachine.
2.2.3
mésotribologie
tribologie s’appliquant à la zone mésoscopique intermédiaire entre le monde microscopique et
le monde macroscopique
NOTE La tribologie traite de la friction et de l’usure dans le monde macroscopique. Par ailleurs, deux domaines
essentiels de la recherche de microtribologie sont l’investigation de phénomènes de tribologie sur une échelle
atomique ou moléculaire, et la quantification des caractéristiques de friction ou usure. Si les macro-

caractéristiques produites sur les deux surfaces soumises au mouvement relatif sont repérées d’après leur
emplacement d’origine, l’unité minimale de l’amas atomique ou de molécules provoquant ces caractéristiques est
atteinte. L’observation sur une échelle plus fine atteint une limite à laquelle ces caractéristiques disparaissent. La
mésotribologie poursuit de nouveaux développements à la limite micro-macro en rassemblant les atomes à une
échelle sous-nanométrique pour créer une échelle mésoscopique et investigant sur les phénomènes tribologiques
à cette échelle.
62047-1  IEC:2005 – 11 –
2.1.5
micromachine technology
technology relating to micromachines

NOTE Micromachine-related technologies are extremely diversified. In the fundamental technology field,

micromachine technologies include: design, material, processing, functional element, system control, energy
supply, bonding and assembly, electrical circuit, and evaluation as well as micro-science and engineering such as

thermodynamics and tribology in a microscale. Micromachine technologies have two aspects: technologies required

to realize micromachines, and technologies required to apply such technical seeds to other industrial fields.

2.2 Terms relating to science and engineering

2.2.1
micro-science and engineering
science and engineering for the microscopic world of micromachines
NOTE When mechanical systems are miniaturized, various physical parameters change. Two cases prevail: 1)
these changes can be predicted by extrapolating the changes of the macro-world, and 2) the peculiarity of the
microscopic world becomes apparent and extrapolation is not possible. In the latter case, it is necessary to
establish new theoretical and empirical equations for the explanation of phenomena in the microscopic world.
Moreover, new methods of analyses and syntheses to deal with engineering problems must be developed. Material
science, fluid dynamics, thermodynamics, tribology, control engineering, and kinematics can be systematized as
micro-sciences and engineering supporting micromechatronics.
2.2.2
scale effect
changes of various effects on the objects behaviour or the properties caused by the change of
the object's dimension
NOTE The volume of an object is proportional to the third power of its dimension, while the surface area is
proportional to the second power. As a result, effect of surface force becomes larger than that of the body force in
the microscopic world. For example, the dominant force in the motion of microscopic object is not the inertial force
but the electrostatic force or viscous force. Material properties of microscopic objects are also affected by the
internal material structure and surface, and, as a result, characteristic values are sometimes different from those of
bulks. Frictional properties in the microscopic world also differ from that in the macroscopic world. Therefore, those
effects must be considered cautiously while designing a micromachine.
2.2.3
mesotribology
tribology applying to the intermediate mesoscopic area between the microscopic world and
the macroscopic world
NOTE Tribology deals with friction and wear in the macroscopic world. On the other hand, two major topics of
microtribology research are the investigation of tribology phenomena on an atomic or molecular scale, and the
quantification of characteristics in friction or wear. If the macro-characteristics generated on both surfaces
undergoing relative motion are traced to where they originate, the minimum unit of the atomic or molecule cluster
causing those characteristics is reached. Observation on a finer scale reaches a boundary at which these
characteristics disappear. Mesotribology pursues new developments on the micro-macro boundary by bringing
together atoms on a subnanometer scale to create a mesoscopic scale and investigating the tribological
phenomena on this scale.
– 12 – 62047-1  CEI:2005
2.2.4
microtribologie
la tribologie pour le monde microscopique des micromachines

NOTE La tribologie traite de la friction et de l’usure dans le monde macroscopique. Par ailleurs, lorsque les

dimensions de composants telles que celles des micromachines deviennent extrêmement petites, la force de
surface et la force visqueuse deviennent dominantes au lieu de la gravité et la force d’inertie. Selon la loi Coulomb

de friction, la force de friction est proportionnelle à la charge normale. Dans l’environnement des micromachines,

du fait de la réaction entre les forces de surface, une grande force de friction se produit, ce qui serait inconcevable
dans un environnement à l’échelle ordinaire. Et une très petite quantité d’abrasion qui ne deviendrait pas un
problème dans un environnement à l’échelle ordinaire peut irrémédiablement endommager une micromachine. La

recherche en microtribologie vise à réduire les forces de friction ou à découvrir les conditions exemptes de

frictions,  même à un niveau atomique. Dans cette recherche, les phénomènes qui se produisent avec des
surfaces de friction ou des surfaces solides à une résolution de angström à nanomètre sont observés, ou une

analyse d’interaction à un niveau atomique est réalisée. Ces approches sont prévues pour être appliquées en
résolvant les problèmes de tribologie pour l’environnement à l’échelle ordinaire ainsi que pour l’environnement des
micromachines.
2.2.5
biomimétique
création de fonctions qui imitent les mouvements ou les mécanismes des organismes
NOTE En concevant les mécanismes microscopiques adaptés aux micromachines, les mécanismes et les
structures d’organismes qui ont survécu à une sélection naturelle sévère peuvent servir comme bons exemples
d’imitation. A titre d’exemple, on peut citer les structures tridimensionnelles microscopiques qui ont été modélisées
d’après les exosquelettes et les systèmes d’accouplement élastiques des insectes. Dans les exosquelettes, un
épiderme dur est accouplé à un corps élastique, et toutes les parties mobiles utilisent la déformation du corps
élastique pour se déplacer. L’utilisation de la déformation élastique serait un avantage dans le monde
microscopique pour éviter la friction. De même, la structure d’exosquelette est équivalente à un mécanisme de
liaison fermé en cinématique et comporte la caractéristique qu’un certain mouvement d’actionneur peut être
transmis à des liaisons multiples.
2.2.6
mouvement ciliaire
mouvement coordonné de plusieurs cils
NOTE Des ondes progressives sont générées par le mouvement coordonné de cils multiples, qui sont utilisées
pour transférer le fluide ou de minuscules particules, ou sont utilisées pour faire avancer l’organisme
microscopique lui-même. A titre exemple, on peut citer le rejet de déchets microscopiques de trachées humaines,
et parmi ceux-ci on trouve la nage d’organismes unicellulaires, tels que la paramécie. En imitant ces mouvements
ciliaires, les actionneurs comportant de nombreux cils artificiels ont été fabriqués par micro-usinage.
2.2.7
auto-organisation
organisation d'un système sans commande ou manipulation externe, où la structure hors
équilibre émerge spontanément en raison des interactions collectives parmi un certain
nombre de phénomènes ou d'objets microscopiques simples
2.3 Termes relatifs à la science des matériaux

2.3.1
polymère à mémoire de forme
résine qui récupère sa forme primaire après avoir été déformée lorsqu’elle est chauffée ou
reçoit d’autres stimuli
NOTE Pour avoir la propriété de la mémoire de forme, une résine doit comporter des domaines mélangés de la
phase fixe partiellement cristallisée ou pontée et de la phase réversible. La mémorisation et la restitution d’une
forme passent par les étapes suivantes. On maintient la résine au-dessus d’une température spécifique pour
adoucir les phases fixes et réversibles. Ensuite, en maintenant la résine en une forme (forme primaire), la
température est abaissée pour geler la phase fixe tandis que la phase réversible est maintenue souple, stockant
ainsi la mémoire de la forme primaire. Puis, la résine est déformée en une autre forme (forme secondaire) par une
force extérieure, et refroidie encore pour geler la phase réversible et garder la forme secondaire. Dans cet état, la
forme secondaire est retenue même si la force extérieure est supprimée. La forme primaire stockée est restaurée
si la résine est chauffée à la température à laquelle seule la phase réversible s’adoucit. Etant donné que la forme
de restauration est permise par ramollissement par la chaleur, la force générée est limitée. Certaines résines
retrouvent leur forme non pas par la chaleur mais par des modifications du pH, des stimuli électriques, ou des
stimuli lumineux. Les résines à mémoire de forme sont constituées de polyester, polyuréthane, styrène butadiène,
polynorbornane, transpolyisoprène, entre autres.

62047-1  IEC:2005 – 13 –
2.2.4
microtribology
tribology for the microscopic world of micromachines

NOTE Tribology deals with friction and wear in the macroscopic world. On the other hand,when the dimensions of

components such as those in micromachines become extremely small, surface force and viscous force become
dominant instead of gravity and inertial force. According to Coulomb's law of friction, frictional force is proportional

to the normal load. In the micromachine environment, because of the reaction between surface forces, a large

frictional force occurs that would be inconceivable in an ordinary scale environment. And very small quantity of
abrasion that would not become a problem in an ordinary scale environment can fatally damage a micromachine.
Microtribology research seeks to reduce frictional forces or to discover conditions that are free of friction, even on

an atomic level. In this research, phenomena that occur with friction surfaces or solid surfaces at from angstrom to

nanometer resolution are observed, or analysis of interaction on an atomic level is performed. These approaches
are expected to be applied in solving problems in tribology for the ordinary scale environment as well as for the

micromachine environment.
2.2.5
biomimetics
creating functions that imitate the motions or the mechanisms of organisms
NOTE In devising microscopic mechanisms suitable for the micromachines, the mechanisms and structures of
organisms that have survived severe natural selection may serve as good examples to imitate. One example is the
microscopic three-dimensional structures that were modelled after the exoskeletons and elastic coupling systems
of insects. In exoskeletons, hard epidermis is coupled with an elastic body, and all movable parts use the
deformation of the elastic body to move. The use of elastic deformation would be advantageous in the microscopic
world to avoid the friction. Also, the exoskeleton structure equates to a closed link mechanism in kinematics and
has the characteristic that some actuator movement can be transmitted to multiple links.
2.2.6
ciliary motion
coordinated motion of multiple cilia
NOTE Progressive waves are generated by coordinated motion of multiple cilia, which is used to transfer fluid or
tiny particles, or are used to propel a microscopic organism itself. An example of the former is the ejection of
microscopic waste from human tracheae, and of the latter is the swimming of unicellular organisms, such as
paramecium. By imitating these ciliary motions, actuators with many artificial cilia have been fabricated by
micromachining.
2.2.7
self-organization
organization of a system without any external manipulation or control, where nonequilibrium
structure emerges spontaneously due to the collective interactions among a number of simple
microscopic objects or phenomena
2.3 Terms relating to material science
2.3.1
shape memory polymer
resin that can recover its primary shape after being deformed when it is heated or receives

any other stimuli
NOTE To have the shape memory property, a resin has to have mixed domains of the bridged or partially
crystallized fixed phase and the reversible phase. Memorizing and restoring a shape takes the following steps. The
resin is kept above a specific temperature to soften both the fixed and reversible phases. Then, holding the resin in
one shape (primary shape), temperature is lowered to freeze the fixed phase while the reversible phase is kept soft,
thereby storing memory of the primary shape. Then the resin is deformed to another shape (secondary shape) by
external force, and cooled further to freeze the reversible phase and keep the secondary shape. In this state, the
secondary shape is retained even if the external force is removed. The stored primary shape is restored if the resin
is heated to the temperature at which only the reversible phase softens. Since restoration shape is enabled by
softening by heat, the generated force is limited. Some resins recover shape not by heat but by changes in pH,
electrical stimuli, or light stimuli. Shape memory resins are made of polyester, polyurethane, styrene butadiene,
polynorbornane, transpolyisoprene, and so on.

– 14 – 62047-1  CEI:2005
2.3.2
modification
technique de traitement qui modifie les propriétés

physiques ou chimiques du matériau

NOTE Les traitements de modification comprennent le dopage local par un faisceau ionique focalisé, le dopage

laser induisant une transition de phase telle que la formation de cristal unique, l’implantation ionique, et le mélange
ionique.
2.4 Termes relatifs aux éléments fonctionnels

2.4.1
actionneur
dispositif mécanique qui convertit divers types
d’énergies tels que l’énergie électrique, l’énergie chimique en énergie cinématique pour
réaliser des travaux mécaniques
NOTE Pour une micromachine réalisant des travaux mécaniques, le micro-actionneur est indispensable en tant
que composant de base. A titre d’exemples principaux, on peut citer l’actionneur électrostatique préparé par
procédé silicium, l’actionneur piézoélectrique qui utilise des matériaux fonctionnels comme le PZT, l’actionneur
caoutchouc pneumatique, et ainsi de suite. De nombreux autres actionneurs fondés sur divers principes de
conversion de l’énergie ont été étudiés et développés. Cependant, tous ces actionneurs voient leur rendement de
conversion de l’énergie se détériorer lorsque leur taille est réduite. Par conséquent, des mécanismes de
mouvements d’organismes tels que la déformation de molécules de protéines, le mouvement flagellaire de
bactéries, et la contraction musculaire sont utilisés pour développer de nouveaux actionneurs spéciaux pour les
micromachines.
2.4.2
micro-actionneur
actionneur produit par micro-usinage
NOTE Par exemple les actionneurs microélectrostatiques sont actionnés par un champ microélectrostatique, les
micro-actionneurs sont conduits par un champ micromagnétique, et les micro-actionneurs piézoélectriques
dépendent d'un champ de microcontrainte pour amener le déplacement et la puissance.
2.4.3
actionneur commandé par la lumière
actionneur qui utilise la lumière comme signal de commande ou source d’énergie
NOTE Après le développement de matériaux photostrictifs, divers actionneurs commandés par la lumière ont été
proposés. Ces actionneurs ont des structures simples et peuvent être commandés sans fil. On propose un moteur
qui utilise l’effet de réalignement de spin, dans lequel un matériau magnétique absorbe la lumière, et la chaleur
résultante modifie le sens de magnétisation de manière réversible. Les actionneurs utilisant la dilatation thermique
et exploitant les réactions photochimiques de polymères sont également étudiés.
2.4.4
actionneur piézoélectrique
actionneur utilisant un matériau piézoélectrique

NOTE Les actionneurs piézoélectriques sont classés en types à plaque unique, bimorphes et empilés et le
matériau répandu est le plomb-zirconium-titane (PZT). Les caractéristiques sont les suivantes: 1) Réponse rapide,
2) Grande force de sortie par volume, 3) Facilité de miniaturisation du fait d’une structure simple, 4) Plage de
déplacement étroite en vue d’une commande plus facile du microdéplacement, et 5) Haut rendement de la
conversion énergétique. Les actionneurs piézoélectriques sont utilisés pour les actionneurs pour micromachines,
telles que les moteurs ultrasonores, la phase de microdéplacement, les ventilateurs, les pompes, et les haut-
parleurs. A titre d’exemple appliqué, on peut citer un actionneur piézoélectrique pour mécanisme mobile qui se
déplace par la vibration de résonance d’un bimorphe piézoélectrique, et un actionneur piézoélectrique
micropositionneur qui amplifie les déplacements d’un dispositif piézoélectrique empilé par un levier.

62047-1  IEC:2005 – 15 –
2.3.2
modification
processing technology that modifies physical or chemical

properties of the material
NOTE Modification processes include local doping by a focused ion beam, laser doping inducing phase transition
such as single crystal formation, ion implantation, and ion mixing.

2.4 Terms relating to functional element

2.4.1
actuator
mechanical device that converts various types of energies
such as electric energy, chemical energy into kinematic energy to perform mechanical work
NOTE For a micromachine to perform mechanical work, the microactuator is indispensable as a basic component.
Major examples are the electrostatic actuator pr
...