理论教育 微机电系统的特点及应用

微机电系统的特点及应用

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:微机电系统的制作主要基于两大技术,即集成电路技术和微机械加工技术。微机电系统具有以下特点。可把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微机电系统。其中微力学量传感器是微机电系统最重要的传感器。这是因为微机电系统涉及的力学量种类繁多,不仅涉及静态和动态参数,如位移、速度和加速度,而且涉及材料的物理性能,如密度、硬度和黏稠度。

微机电系统的特点及应用

机电系统的制作主要基于两大技术,即集成电路(IC)技术和微机械加工技术。其中集成电路技术主要用于制造电子部分,即信号处理和控制系统部分,与传统的IC 生产过程基本相同;微机械加工技术用于制造机械部分,将机械部分直接蚀刻到一片晶圆(Wafer,单晶硅圆片)中,或者增加新的结构层来制作MEMS 产品。

微机电系统具有以下特点。

(1)体积小,重量轻,耗能低,惯性小,谐振频率高(不易发生低频共振影响性能),响应时间短,可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可以将其嵌入大尺寸系统中使用。

(2)以硅为主要材料,硅的强度、硬度和弹性模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨,机械和电气性能优良,可利用大规模集成电路生产中的成熟技术和工艺进行生产。(www.daowen.com)

(3)用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个MEMS,再将其切割封装成产品,批量生产可大大降低成本。

(4)可把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微机电系统。

微机电系统中的传感器有微热传感器、微辐射传感器、微力学量传感器、微磁传感器、微生物(化学)传感器等。其中微力学量传感器是微机电系统最重要的传感器。这是因为微机电系统涉及的力学量种类繁多,不仅涉及静态和动态参数,如位移、速度和加速度,而且涉及材料的物理性能,如密度、硬度和黏稠度。叉指换能器式微传感器是微力学量传感器的一种重要类型。

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