MEMS固体化学推进器设计及建模与研究.pdfVIP

第 13 卷 　第 2 期 　 光学 精密工程 Vol . 13 　No . 2 2005 年 4 月 　　 　　　　　　　　　Op tics and Preci sion Engineering 　　　　　　　　　　 Ap r . 2005 《微机电系统( MEMS) 》专题文章导读 吴一辉 中国科学院 长春光学机密机械与物理研究所 　　回顾近 30 年的科学发展史可以看出 ,发展最快 、微小型化最成功的是电子器件 。相比之下 ,非电子 器件小型化的速度要慢得多 。早在 1959 年物理学家 Richar d Feynman 就提出了“There ’s p lent y of roo m at t he bot to m . ”的观点 ,1982 年 Pet er sen K. E. 在 IEEE 会议上发表了“Silicon a s Mechanical Ma ( ) t erial ”一文 ,随后便出现了微机电系统 micro elect ro mechenical sy st em ,M EM S 或 Mico sy st em ,M ST 的概念 。M EM S 技术不是单一的技术 ,它不仅包含了电子电路系统 ,还涉及到执行器 、传感器 、机械及 光学元件等 ,涉及众多的材料 、基础理论 、前沿技术和制造方法 。由于运动部件的介入以及多学科交叉 的特点使其面对的问题较 IC 技术复杂得多 ,它是一种综合性很强的系统技术 。 M EM S 技术的蓬勃发展主要是近十几年的事情 。目前已在设计工具与设计方法 、制造工艺与相关 设备 、测试与封装技术 、新材料开发等方面等获得了长足的进步 。人们在不断探求尺度效应的基础上逐 步完善了 M EM S 的设计理论 ,并开发出专用的设计软件 ;感应耦合等离子深刻蚀等相关先进设备的出 现 ,使 M EM S 的三维制作工艺技术获得突破性进展 ;聚合物软光刻及复制技术的发展使许多高性能廉 价材料得以成功应用 ,使器件和系统的成本大幅度降低并在微流体 、生物芯片 、各种便携式仪器等方面 发挥重要作用 ;多层结构键合以及不同材料器件的集成制作与封装技术的发展 ,使许多传统的大型系统 得以小型化并完成许多大型系统无法完成的功能 , 同时实现低成本 、高效率 的批量化制作等 。以 M EM S 技术为核心的产业正在向传统工业挑战 ,并初步成为带动传统产业走向数字时代的雄厚基石 。 如果将 IC 技术的发展称作是一次“硅革命”的话 ,M EM S 技术有如新一轮的“硅革命”的话 ,M EM S 技 术有如新一轮的“硅革命”,将同样会对人类社会产生深刻的影响 。 ( ) 近年来 ,微流体 气体或液体 器件 、射频器件 、光 M EM S 等在 M EM S 研究领域中被广泛关注 ,是继 微马达 、微加速度计 、微压力传感器等微驱动器 、传感器之后具有活力和市场前景的M EM S 器件 。这里 所谈到的微器件概念 ,不仅仅在于尺寸的大小 ,还在于其工作的尺度空间、被操作的量 、是否能够利用这 种尺度效应获得良好的性能以及是否能够采用批量化的制作方法等 。相关研究得到国内同行的高度重 视和广泛关注 ,近年来有关微流体器件 、射频器件 、光 M EM S 研究进展 日新月异 ,成果令人瞩 目。本专 栏仅以《M EM S 固体化学推进器设计与建模研究》、《电磁式微流体动态混合器的数值模拟》、《高阻硅上 RFM EM S 共面波导设计及测量研究》、《两侧下拉电极 M EM S 压控电容的分析和优化》、《一种可直接 脉冲调制的 M EM S 红外激发源》以及《微流控电泳芯片在线检测尿中蛋白及 L D H 同工酶检测》,这 6 篇文章从几个侧面向大家展示 M EM S 技术 目前的研究及进展情况 , 以期与读者共同切磋 。 ( ) 文章编号 　1004924X 2005 020 11710 M EM S 固体化学推进器设计与建模研究