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MEMS,什么是MEMS

作者:admin  更新时间:2019-11-05

  MEMS(Micro Electromechanical System,即微电子机械系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。

  MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。

  微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域,相对于传统的机械,它们的尺寸更小,最大的不超过一个厘米,甚至仅仅为几个微米,其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似,热传导率接近钼和钨。采用与集成电路(IC)类似的生成技术,可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺 ,进行大批量、低成本生产,使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。

  完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

  沿着系统及产品小型化、智能化、集成化的发展方向,可以预见:MEMS会给人类社会带来另一次技术革命,它将对21世纪的科学技术、生产方式和人类生产质量产生深远影响,是关系到国家科技发展、国防安全和经济繁荣的一项关键技术。

  制造商正在不断完善手持式装置,提供体积更小而功能更多的产品。但矛盾之处在于,随着技术的改进,价格往往也会出现飙升,所以这就导致一个问题:制造商不得不面对相互矛盾的要求——在让产品功能超群的同时降低其成本。

  解决这一难题的方法之一是采用微机电系统,更流行的说法是MEMS,它使得制造商能将一件产品的所有功能集成到单个芯片上。MEMS对消费电子产品的终极影响不仅包括成本的降低、而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小。事实上,大多数消费类电子产品所用MEMS元件的性能比已经出现的同类技术大有提高。虽然MEMS过去只限于汽车、工业和医疗应用,但据调查公司估计:“MEMS消费类电子产品的销售额将在2005年前达到15亿美元”。

  手持式设备制造商正在逐渐意识到MEMS的价值以及这种技术所带来的好处——大批量、低成本、小尺寸,而且开始转向成功的MEMS公司,其所实现的成本削减幅度之大,将影响整个消费类电子世界,而不仅是高端装置。

  MEMS特点

  微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短;

  集成化:可以把不同功能、不同敏感方向和致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,形成微传感器阵列或微执行器阵列,甚至可以把多种器件集成在一起以形成更为复杂的微系统。微传感器、微执行器和IC集成在一起可以制造出高可靠性和高稳定性的智能化MEMS;

  多学科交叉:MEMS的制造涉及电子、机械、材料、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,同时MEMS也为上述学科的进一步研究和发展提供了有力的工具。