MEMS技術

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MEMS全稱Micro Electromechanical System,微機電系統。是指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置,其內部結構一般在微米甚至納米量級,是一個獨立的智能系統。主要由傳感器、執行器和微能源三大部分組成。

MEMS技術采用微制造技術,在一個公共硅片基礎上整合了傳感器、機械元件、致動器( actuator)與電子元件。MEMS通常會被看作是一種系統單晶片( SoC ),它讓智能型產品得以開發,并得以進入很多次級市場,為汽車、保健、手機、生物技術、消費性產品等各領域提供解決方案。MEMS技術已被認為是本世紀最有前途的技術之一。

微機電系統涉及物理學、半導體、光學、電子工程、化學、材料工程、機械工程、醫學、信息工程及生物工程等多種學科和工程技術,為智能系統、消費電子、可穿戴設備、智能家居、系統生物技術的合成開拓了廣闊的空間。常見的產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器等,以及它們的集成產品。

系統特點

1、微型化:MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應時間短。

2、以硅為主要材料,機械電器性能優良:硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當,密度類似鋁,熱傳導率接近鉬和鎢。

3、批量生產:用硅微加工工藝在一片硅片上可同時制造成百上千個微型機電裝置或完整的MEMS。批量生產可大大降低生產成本。

4、集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成于一體,或形成微傳感器陣列、微執行器陣列,甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復雜的微系統。微傳感器、微執行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩定性很高的MEMS。

5、多學科交叉:MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科,并集成了當今科學技術發展的許多尖端成果。

MEMS發展的目標在于,通過微型化、集成化來探索新原理、新功能的元件和系統,開辟一個新的技術領域和產業。MEMS可以完成大尺寸機電系統所不能完成的任務,也可嵌入大尺寸系統中,把自動化、智能化和可靠性水平提高到一個新的水平。21世紀MEMS將逐步從實驗室走向實用化,對工農業、信息、環境、生物工程、醫療、空間技術、國防和科學發展產生重大影響。


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