微機(jī)電系統(tǒng)Micro-Electro-MechanicalSystems引言信息系統(tǒng)微型化系統(tǒng)體積大大減小性能、可靠性大幅度上升功耗和價格大幅度降低信息系統(tǒng)的目標(biāo)：微型化和集成化微電子解決電子系統(tǒng)的微型化非電子系統(tǒng)成為整個系統(tǒng)進(jìn)一步縮小的關(guān)鍵機(jī)械部分傳感執(zhí)行控制部分電子學(xué)MEMS微電子學(xué)微機(jī)電系統(tǒng)/微電子機(jī)械系統(tǒng)Micro-Electro-MechanicalSystems微機(jī)械：Micro-machine微系統(tǒng)：Micro-SystemMEMS技術(shù)從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)MEMS技術(shù)是一種多學(xué)科交叉的前沿性領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域，如電子、機(jī)械、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等MEMS—微小型、智能、集成、高可靠MEMS是人類科技發(fā)展過程一次重大的技術(shù)整合微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、傳感器技術(shù)、執(zhí)行器技術(shù)微小型化、智能化、集成化、高可靠性MEMS能夠完成真正意義上的微小型系統(tǒng)集成在芯片上實(shí)現(xiàn)了力、熱、磁、化學(xué)到電的轉(zhuǎn)變MEMS極大地改善了人類生活的質(zhì)量大批量、低成本的傳感器生產(chǎn)方式給人們更多的保護(hù)MEMS將會帶動一個充滿活力的產(chǎn)業(yè)迅速成長不是鋼鐵、汽車、微電子，而是微系統(tǒng)ADI公司生產(chǎn)的微加速度計MEMS芯片MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景微慣性傳感器及微型慣性測量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車自動駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)、穩(wěn)定控制和玩具微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù)MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、高密度存儲和顯示、光譜分析、信息采集等等已經(jīng)制造出尖端直徑為5m的可以夾起一個紅細(xì)胞的微型鑷子，可以在磁場中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等MEMS技術(shù)的應(yīng)用ME脅MS技術(shù)醋的應(yīng)允用空間蹦應(yīng)用用作肺運(yùn)行揉參數(shù)測測量幣的微統(tǒng)加速丸度計瘦已進(jìn)段行了必地面猛輻照辛實(shí)驗(yàn)帽，正造在進(jìn)占行飛阿行搭影載實(shí)吼驗(yàn)微陀株螺、崇微推鼠進(jìn)和染微噴艱管等飄微系帆統(tǒng)基隆礎(chǔ)研活究通信閃方面光通順信正戀在向栗有光裳交換帽功能吐的全沒光通禮信網(wǎng)趙絡(luò)方濁向發(fā)永展無線劇通信濃則要尊求增栗強(qiáng)功銀能（創(chuàng)如聯(lián)律網(wǎng)等翅）和年減小拴功耗侮。包紅括美飽國朗覆訊公毀司在辛內(nèi)的慘一些浙公司蹤蝶和大瓦學(xué)正遷在研涌究全遞光通調(diào)信網(wǎng)嶄用的峰微系宮統(tǒng)及以無線表通信副用射財頻微斧系統(tǒng)ME撇MS技術(shù)毅的應(yīng)骨用在生庫物醫(yī)話學(xué)方疤面，坡將光剩、機(jī)叛、電青、液苗、生飯化等皇部件繪集成蒸在一嚷起，扣構(gòu)成攜一個狗微型晴芯片臭實(shí)驗(yàn)櫻室，鍛用于婆臨床尖醫(yī)學(xué)早檢測岸，為眾醫(yī)生帶甚至拘家庭待提供頸簡單排、廉存價、闊準(zhǔn)確壺和快亮捷的霞檢測科手段光顯都示、漸高密害度存晶儲、茄汽車陽、國毫防等四微系登統(tǒng)ME富MS技術(shù)脆的應(yīng)扒用美國柜提出愈的硅停固態(tài)頃衛(wèi)星室的概父念圖僻，這歌個衛(wèi)囑星除到了蓄炒電池思外，全由漂硅片敢構(gòu)成橫，直嬸徑僅15面cmME炎MS技術(shù)犯的歷曬史微系若統(tǒng)是智從微臂傳感絲式器發(fā)痛展而滲來的刺，已運(yùn)有幾扶次突宜破性華的進(jìn)肅展70年代踢微機(jī)鎖械壓某力傳建感器舅產(chǎn)品并問世80年代牌末研節(jié)制出馳硅靜遷電微殊馬達(dá)90年代雕噴墨鑄打印萍頭，笛硬盤嬌讀寫壇頭、惹硅加火速度彎計和防數(shù)字圖微鏡姐器件川等相那繼規(guī)步?；澤a(chǎn)充分患展示禮了微洋系統(tǒng)帖技術(shù)章及其氧微系室統(tǒng)的烤巨大湊應(yīng)用送前景ME浮MS技術(shù)ME雕MS用批析量化過的微秋電子頓技術(shù)唱制造定出尺蝕寸與尖集成排電路差大小階相當(dāng)且的非喝電子振系統(tǒng)閃，實(shí)背現(xiàn)電劉子系破統(tǒng)和狐非電晚子系母統(tǒng)的魯一體盒化集貞成從根旺本上掏解決謹(jǐn)信息腿系統(tǒng)旅的微儀型化化問題實(shí)現(xiàn)義許多竿以前蹦無法默實(shí)現(xiàn)派的功停能今天銜的ME毒MS與40年前似的集傅成電準(zhǔn)路類豆似，ME仁MS對未床來的耍社會春發(fā)展逢將會麻產(chǎn)生大什么四影響羨目前揭還難筑以預(yù)項(xiàng)料，哀但它司是21世紀(jì)受初一與個新泉的產(chǎn)慚業(yè)增宣長點(diǎn)冶，則巾是無春可質(zhì)論疑的研究埋領(lǐng)域理論嗓基礎(chǔ)調(diào)：隨謠著ME遲MS尺寸蹄的縮野小，牲有些潔宏觀迫的物奏理特難性發(fā)閱生了浙改變?nèi)A，很吉多原導(dǎo)來的菜理論蠟基礎(chǔ)完都會戒發(fā)生餅變化股，如晉力的的尺寸目效應(yīng)羽、微弄結(jié)構(gòu)聲的表歡面效孤應(yīng)、輪微觀柿摩擦暑機(jī)理揚(yáng)等等拉，微動后力學(xué)微流甚體力吼學(xué)微熱裹力學(xué)微摩念擦學(xué)微光曬學(xué)微結(jié)屢構(gòu)學(xué)研究拐領(lǐng)域技術(shù)伙基礎(chǔ)糟：設(shè)續(xù)計、晃工藝良加工(高深指寬比喂多層權(quán)微結(jié)載構(gòu))、微鵝裝配款工藝年、微控系統(tǒng)隆的測冶量等當(dāng)。應(yīng)用融研究暮：如趴何應(yīng)筐用這武些ME爪MS系統(tǒng)答也是毫一門夫非常象重要凡的學(xué)偶問。揭人們觀不僅該要開蝕發(fā)各丑種制誘造ME款MS的技輩術(shù)，格更重腥要的妖是如雀何將ME繩MS器件器用于按實(shí)際衰系統(tǒng)胡，并忙從中海受益灰。ME包MS的分西類微傳饅感器騙：機(jī)械變類：計力學(xué)墓、力渾矩、意加速眉度、罰速度疫、角勾速度(陀螺)、位旺置、某流量遠(yuǎn)傳感棒器磁學(xué)口類：霜磁通桌計、慘磁場柔計熱學(xué)全類：澆溫度盆計化學(xué)描類：振氣體繁成分斧、濕最度、PH值和志離子俗濃度沖傳感列器生物猶學(xué)類金：DN肯A芯片ME即MS的分權(quán)類微執(zhí)鉗行器延：微永馬達(dá)遠(yuǎn)、微財齒輪止、微努泵、戀微閥桿門、氏微開幼關(guān)、傘微噴收射器突、微墾揚(yáng)聲流器、業(yè)微諧敬振器鎮(zhèn)等微型趁構(gòu)件奶：微庭膜、揪微梁獨(dú)、微撲探針搬、微虎齒輪傭、微秋彈簧聯(lián)、微濤腔、殘微溝譽(yù)道、這微錐貢體、以微軸乓、微情連桿雷等微機(jī)拳械光梨學(xué)器騎件：伴微鏡認(rèn)陣列籮、微柏光掃指描器盒、微惠光閥嫌、微近斬光粗器、糖微干探涉儀漁、微柄光開馬關(guān)、紛微可扁變焦購?fù)哥R環(huán)、微家外腔握激光按器、降光編統(tǒng)碼器事等ME叉MS的分拴類真空席微電葉子器地件：鑰它是惰微電暗子技飼術(shù)、ME福MS技術(shù)介和真陽空電小子學(xué)掠發(fā)展泊的產(chǎn)嫁物，箭具有予極快爛的開歉關(guān)速動度、灑非常跳好的六抗輻禁照能木力和維極佳舌的溫修度特坑性。攜主要逗包括默場發(fā)繡射顯強(qiáng)示器四、場撒發(fā)射貸照明恩器件謀、真屢空微同電子兆毫米揪波器尊件、收真空踐微電紐奉子傳灣感器毛等電力的電子鏡器件盼：包啞括利彎用ME紀(jì)MS技術(shù)戰(zhàn)制作滔的垂暮直導(dǎo)描電型MO勒S(窯VM衡OS喘)器件業(yè)、V型槽構(gòu)垂直建導(dǎo)電戴型MO勒S(墨VV座MO解S)器件創(chuàng)等各拖類高諸壓大億電流古器件ME昏MS制造濾工藝大機(jī)每器加領(lǐng)工小祖機(jī)器逃，小坐機(jī)器肝加工臂微機(jī)配器微機(jī)和械用微度電子鍵加工財技術(shù)ME鑒MS系統(tǒng)X光鑄扁模+壓塑鳳技術(shù)(L米IG慈A)從頂蜻層向岔下從底香層向備上分子域和原執(zhí)子級掃加工國防登、航今空航鎖天、夏生物劉醫(yī)學(xué)仁、環(huán)扔境監(jiān)匠控、籃汽車扮都有攏廣泛水應(yīng)用親。20技00年有12級0-斯14辛0億美奏元市存場相關(guān)恰市場流達(dá)10脂00億美殊元2年后擔(dān)市場旋將迅林速成桑長ME孕MS微系棉統(tǒng)ME臭MS制造挨工藝大機(jī)靠械制貫造小摔機(jī)械標(biāo)，小元機(jī)械姓制造李微機(jī)倍械日本偉為代叢表LI沸GA工藝Li遠(yuǎn)th濫og饑ra備pi廈e(光刻)、Ga鴿lv包an刻of徑or竊mu茶ng(電鑄)Ab濁fo盈rm英un杰g(塑鑄)德國碌為代附表硅微務(wù)機(jī)械膠加工挑工藝本：體場硅工產(chǎn)藝和設(shè)表面救犧牲糞層工冊藝美國帥為代統(tǒng)表LI氣GA工藝硅ME窯MS工藝化學(xué)氣腐蝕高深紅寬比鏟深槽瞇刻蝕鍵合體硅厚工藝表面饅犧牲且層工肝藝表面挑犧牲棄層與CM張OS工藝敞集成結(jié)構(gòu)透單獨(dú)雨制造敏，靈級活性句較大靈敏鞋度高儲、寄刷生小尊、體橫積小簡化退封裝摧和組訪裝，松可靠野性高加工搭工藝透復(fù)雜抽，成鋪品率翼較低工藝笛兼容考的材紹料種縮慧類較土少電路工藝與結(jié)構(gòu)加工工藝交替進(jìn)行先加工電路，后加工結(jié)構(gòu)先加工機(jī)械結(jié)構(gòu)，再加工電路幾種羽重要炕的ME帆MS器件ME喪MS器件慣性ME尼MS器件加速罰度計陀螺壓力糠傳感旗器光學(xué)ME怒MS器件微光竄開關(guān)微光嗽學(xué)平渾臺微執(zhí)現(xiàn)行器微噴微馬山達(dá)生物ME徐MS器件其它加速患度計(理論驅(qū)基礎(chǔ)免牛頓蒙第二晚定律）壓阻嘗式加挪速度喂計電容聞式加塊速度房誠計壓電陽式加坐速度縮慧計慣性推器件慣性竿器件電容衣式微移加速懼度計光學(xué)ME針MS器件定義Op綱ti遮ca深l座Tr程an旱sd攪uc思er案s，MO堡EM辱S,哲O混pt開ic宜al暑M涼EM躲S分類傳統(tǒng)菜的光旁傳感霜器、定轉(zhuǎn)換做器光傳接感、膏成像枯、發(fā)擊光器趨件（煉光電余子）利用馳光進(jìn)奏行傳乞感的殺器件位置蕩傳感典器、耽光譜掘儀、DN咽A芯片利用滑微機(jī)額械加卡工方嘆法形單成的箱器件傳統(tǒng)內(nèi)器件霞的新聰生命新型差器件傳統(tǒng)承的光蓋傳感鄭器光傳茫感方印式成像錢系統(tǒng)(I割ma駛ge葡r)CC零DCM闖OS發(fā)光鄰系統(tǒng)LE亮D半導(dǎo)柴體激呈光器等離濱子生物煉發(fā)光光調(diào)啄節(jié)器發(fā)光是器件場發(fā)稱射（FE蒙Ds）未來座的顯芬示設(shè)注備(F厭PD謀)新器拿件——組件微鏡MirrorSupportStructureSubstrateHingesTorsionHinges1stDOF2ndDOFForce-redirectingLinkage各種勢光學(xué)堵元器地件透鏡粉、波列帶片曬、濾煎波器寶、光禮柵及失各種搬致動誼機(jī)構(gòu)新器鮮件——組件微光隨學(xué)系伍統(tǒng)微光乒學(xué)工倦作臺不（Mi腹cr問o居Op許ti呼ca神l坊Be虎nc轉(zhuǎn)h）微型黃顯示楚陣列咬（光賠調(diào)制檢器）數(shù)字漏鏡面槳顯示壞（DM匹D）原理改變品反射霸方向DM休D—屬—應(yīng)用DM綢D—陷—應(yīng)用光開對關(guān)微機(jī)摔械1X爐4光開蓋關(guān)微機(jī)破械1X當(dāng)8光開固關(guān)微機(jī)馬械22光開埋關(guān)斤微岡機(jī)械22光開賀關(guān)光開亮關(guān)光纖情固定念結(jié)構(gòu)V形槽各種圓卡緊璃結(jié)構(gòu)光柵攀及光外柵光巾譜儀原理不同番類型豪的光泳柵新器漫件——組件線性碗馬達(dá)弧形逼梳齒原理應(yīng)用靜電靜電旋轉(zhuǎn)咱馬達(dá)原理美國談噴氣沉推進(jìn)道實(shí)驗(yàn)冶室(J她PL沖)展示籮的采講用ME戀M(fèi)S技術(shù)皺的電原阻電碼熱式紐奉微推耍進(jìn)器熟樣機(jī)英（液飄體氣絕化方偉式）贏。微醉推進(jìn)奸器由忘薄膜日加熱磚器、暑微型航噴口呢等組競成。沃其性蠅能目隆標(biāo)為郵：比釋沖75～12千5s，推力0.仍5m軌N，功率<5密W，效率鼠≥50塘%，質(zhì)率量為呆幾克秩，大妄小為1c飲m2。微推宰進(jìn)器美國朝噴氣徑推進(jìn)旦實(shí)驗(yàn)塵室(J稿PL贏)展示猶的采秤用ME師MS技術(shù)叛的電凈阻電袖熱式醫(yī)微推株進(jìn)器環(huán)樣機(jī)(固體串升華醉方式)。微絞推進(jìn)矛器由柔推進(jìn)蝴劑出譜貯箱泰、微挖閥、蹤蝶微過信濾器筐、微窮型噴啦口等皺組成昂，微傍型噴踐口利日用ME烏MS技術(shù)坊中的蛙體硅言工藝船制作策。其赴性能丹目標(biāo)廁為：晝比沖50～75獄s，推力0.正5m瞎N，功率<2彈W/憐mN，質(zhì)量曲為幾晴克，陸大小慰為1c陸m2。微推腸進(jìn)器美國TR覺W公司浪、航內(nèi)空航屑天公疲司和侍加州袋理工叨學(xué)院津（CI轎T）組成蔬的研留究小筐組提規(guī)出了畢一個箭“數(shù)臟字推熟進(jìn)概娘念”斥方案矩。硅尊片上頓有集幸成電援路來據(jù)開啟糕和控黃制每橋個微伴推進(jìn)柳器。努整個幻玉推進(jìn)躍系統(tǒng)侄還可診充當(dāng)室衛(wèi)星扭的散到熱器畫，以封進(jìn)一早步減慘小衛(wèi)恰星的得有效硬載荷仁。制薪作方嫩法可匪以用姥目前虜已成僵熟的ME遮MS及LI著GA技術(shù)陸。圖么為他更們于99年初