新型电子线路设计及应用 5页

《新型电子线路设计及应用》论文题目：微机电系统MEMS姓名:学号:专业：过程装备与控制工a完成日期：2014年11月27日 微机电系统MEMS摘要主要介绍了微机电系统（MEMS）的特点、现状及其未來发展趋势展趋势。一、微机系统MEMS的特点（-）微型化MEMS器惯性小、谐振频率低。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。MEMS系统与一般的机械系统相比，不仅体积缩小，而且在力学原理和运动学原理，材料特性、加工、测量和控制等方而都将发生变化。在MEMS系统中，所有的几何变形是如此之小（分子级），以至于结构内应力与应变之间的线性关系（虎克定律）已不存在。MEMS器件中摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之间的分子相互作用力引起的，而不是由于载荷压力引起。（二）集成化可以把不同功能、不同敏感方向或制动方向的多个传感器、微传感器阵列、微执行器阵列、其至把多种功能的器件集成在一起，形成执行器和微电子器件的集成可制造岀可靠性、稳定性很高的MEMSo（三）多学科交叉MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制许多科，并集约了当今科学技术发展的尖端成果。（四）以硅为主要材料，机械性能优良MEMS器件的主要材料硅——强度、硬度和杨氏模量与铁相当。密度类似于铝，热传导率接近铜和鹄，因此MEMS器件机械电气性能优良。 （五）批量生产用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微机系统。MEMS采用类似集成电路（IC）的生产工艺和加工过程，用硅微加工工艺在一硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMSo使MEMS有极高的自动化程度，批量生产可大大降低生产成本。二、微机系统MEMS的现状（—）国内我国的MEMS研究始于20世纪90年代初，在85-95年期间得到了科技部、教育部、中科院、国家自然科学基金委的支持，研制了微陀螺与微加速度计、微型传感器和微型执行器、微流量器件和系统、生物芯片和微屯泳仪、微型光开关和RFMEMS器件、微型机器人和微操作系统、硅和非硅制造工艺•其屮微型压力传感器、微型加速度计、微流量传感器和微气体传感器已经得到少量应用.目前全国约有50多个MEMS研制单位，形成了几个MEMS研究力量相对集中的地区•如上海交通大学研制了用于小型直升飞机试验的直径2mm的微型马达.由于各种原因，我国的MEMS研究在质量、性能价格比及商品化等方面与国外有很大的差距•政府加大投入、企业参与开发应为MEMS从业人员提供更加强大的资金、技术支持.（二）国外自从1987年美国UCBerkeley大学发明了基于表面牺牲层技术的微马达以來, 美、欧、日等工业发达国家对于影响21世纪社会经济和国家防务的MEMS的发展十分重视，在原先将传感器列为优先发展的关键技术基础上，乂制定了继续把MEMS作为关键技术发展的政策.1993年美国ADI公司利用MEMS技术成功地将微型加速度计商品化，并大批量地应用于汽车防撞气囊,标志着MEMS技术商品化的开端.最近，美国朗讯公司开发的基于MEMS光开关的路由器已经试用，预示着MEMS发展又一高潮的来临.日本于1991年启动了一项为期10年的总投资2.5亿美元的/微机械十年计划0,研究用于病情诊断和微细手术以及用于飞机引擎和原子能设备等微小裂纹的探测和维修的微型机械.德国政府研发部投资1.2亿美元作为包括微电子机械传感器在内的微系统项FI研究和开发费用。三、微机系统MEMS的未来发展趋势当前MEMS技术正处于突破和高速发展前夕,21世纪肯定会展现一个大发展的局面，其广泛应用和效益将强有力的显示出来，对信息、航天、航空、自动控制、医学、生物学、力学、光学、热学、近代物理和工程学等领域的影响将是深刻的人类的生产和生活方式也会因此而发生某些变化.MEMS技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及价格比，因此提高 芯片的集成度是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉•研究方向的多样化、加工工艺的多样化、系统单片集成化将是MEMS技术的发展方向•预计到2010年，特征尺寸为0.09〜0.7Lm的64GDRAM产品将投入批量生产。图一微机系统MEMS外形图四、参考文献[1]王亚珍，朱文坚，微机电系统(MEMS)技术及发展趋势，机械设计与研究，2004,20(1)：1-3.[2]魏强，微机电系统(MEMS)技术及其应用，泰安师专学报，2002,24(6),1-3.