【摘要】:MEMS器件体积小、精度高、重量轻、耗能低、惯性小、响应时间短。其体积可达亚微米以下,尺寸精度达纳米级,重量可至纳克。用硅微加工工艺在一片硅片上可以同时制造成百上千个微机械部件或完整的MEMS,批量生产可以大大降低生产成本。以微电子及机械加工技术为依托,范围涉及微电子学、机械学、力学、自动控制学、材料学等多种工程技术和学科。MEMS的应用领域包括信息、生物、医疗、环保、电子、机械、航空航天、军事等。
MEMS的基本特点有:
(1)微型化。MEMS器件体积小、精度高、重量轻、耗能低、惯性小、响应时间短。其体积可达亚微米以下,尺寸精度达纳米级,重量可至纳克。
(2)以硅为主要材料,机械电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。
(3)能耗低、灵敏度和工作效率高。很多微机械装置所消耗的能量远小于传统机械的十分之一,但能以十倍以上的速度来完成同样的工作。
(4)批量生产。用硅微加工工艺在一片硅片上可以同时制造成百上千个微机械部件或完整的MEMS,批量生产可以大大降低生产成本。
(5)集成化。可以把不同功能、不同敏感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,甚至可以把器件集成在一起以形成更为复杂的微系统。微传感器、执行器和IC(Integrated Circuit,集成电路)集成在一起可以制造出高可靠性和高稳定性的MEMS。
(6)学科上的交叉综合。以微电子及机械加工技术为依托,范围涉及微电子学、机械学、力学、自动控制学、材料学等多种工程技术和学科。
(7)应用上的高度广泛。MEMS的应用领域包括信息、生物、医疗、环保、电子、机械、航空航天、军事等。它不仅可形成新的产业,还能通过产品的性能提高、成本降低,有力地改造传统产业。
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