以下是关于微机电系统(MEMS)的相关介绍:

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系统概述

MEMS是一种以半导体制造技术为基础发展起来的先进的制造技术平台,它融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口、通信和电源等集成于一体,形成微型器件或系统。

主要特点

1、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,尺寸通常在毫米或微米级,能在极小空间内实现复杂功能。

2、集成化:可将不同功能、敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成一体,形成微传感器阵列、微执行器阵列等复杂微系统,提高可靠性和稳定性。

3、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型机电装置或完整的MEMS,降低生产成本,产品性能稳定。

4、多学科交叉:涉及电子、机械、材料、力学、化学、光学、生物医学等多个学科领域,是典型的多学科交叉前沿性研究领域。

应用领域

1、消费电子:智能手机中的MEMS加速度计和陀螺仪用于横竖屏切换、运动感知游戏;MEMS麦克风用于语音通话和语音识别;智能手表和可穿戴设备中的MEMS传感器可监测人体运动状态、生理参数等。

2、医疗:用于制作微型血糖仪、血压计等诊断设备,还可用于植入式医疗设备,如监测颅内压力的MEMS压力传感器。

3、工业:工业机器人的姿态控制和导航,工业管道系统的监测和控制等。

4、军事:美国国防部高级研究计划局进行的把微机电系统应用于个人导航用的小型惯性测量装置、大容量数据存储器件、小型分析仪器、医用传感器、光纤网络开关、环境与安全监测用的分布式无人值守传感等方面。

5、航空航天:可大大节省费用,提高系统的灵活性,并将导致航空航天系统的变革,例如一种微型惯性测量装置的样机,尺度为2厘米×2厘米×0.5厘米,重5克。

发展趋势

随着信息技术、光通信技术、生物技术等的发展,MEMS发展的又一领域是与光学、生物学等相结合,比如微光机电系统(MOEMS)能把各种MEMS结构件与微光学器件等完整地集成在一起,形成具有特定功能的系统,开展这个领域的科学技术研究,可以带动大量的新概念的功能器件开发。

MEMS作为一种先进的制造技术平台,具有微型化、集成化、批量生产和多学科交叉等特点,在消费电子、医疗、工业、军事和航空航天等领域有着广泛的应用前景,随着技术的不断发展,MEMS将在更多领域发挥重要作用,推动科技进步和社会发展。

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