MEMS系统简介及实例分析分析.pptx

Micro-Electro-Mechanical System机电 — 刘强2016412045MESE，Micro-Electro-Mechanical-System.1MEMS INTRODUCTION2Application of MEMS Technology3MEMS technology4MEMS micro accelerometerMEMS简介以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执行器和微系统等学科交叉现象极其明显，主要涉及微加工技术，机械学/固体声学理论，热流理论，电子学，生物学等特征长度从1μm到1mmMEMS的快速发展是基于相对成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺MEMS需要专门的电子电路IC进行采样或驱动，一般分别制造好MEMS和IC粘在同一个封装内可以简化工艺从硅原料到硅片过程MEMS器件加工技术并非机械式。相反，它们采用类似于集成电路批处理式的微制造技术。批量制造能显著降低大规模生产的成本。若单个MEMS传感器芯片面积为5 mm x 5 mm，则一个8英寸(直径20厘米)硅片(wafer)可切割出约1000个MEMS传感器芯片，分摊到每个芯片的成本则可大幅度降低。因此MEMS商业化的工程除了提高产品本身性能、可靠性外，还有很多工作集中于扩大加工硅片半径（切割出更多芯片），减少工艺步骤总数，以及尽可能地缩传感器大小。MEMS需要专门的电子电路IC进行采样或驱动，一般分别制造好MEMS和IC粘在同一个封装内可以简化工艺，如图3。不过具有集成可能性是MEMS技术的另一个优点。正如之前提到的，MEMS和ASIC (专用集成电路)采用相似的工艺，因此具有极大地潜力将二者集成，MEMS结构可以更容易地与微电子集成。然而，集成二者难度还是非常大，主要考虑因素是如何在制造MEMS保证IC部分的完整性。例如，部分MEMS器件需要高温工艺，而高温工艺将会破坏IC的电学特性，甚至熔化集成电路中低熔点材料。MEMS与IC在不同的硅片上制造好了再粘合在同一个封装内MEMS技术应用优点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成通信移动设备以智能手机为主的移动设备中，应用了大量传感器以增加其智能性可穿戴/植入式领域惯性传感器导航、虚拟现实和体感输入，汽车安全气囊和ABS防抱死系统智能手表等穿戴设备，以及医疗中MEMS实现人体感官功能开关、继电器喷墨打印机打印喷嘴体积小，速度快231以日本为代表，如微细电火花EDM、超声波加工MEMS加工技术以美国为代表的以集成电路加工技术为基础以德国为代表发展起来的利用X射线深度光刻、微电铸、微铸塑LIGA技术硅基微机械加工技术精密加工技术硅基微机械加工技术体硅微机械加工技术表面微机械加工技术复合微机械加工Composite micromachiningSurface micromachiningBulk micromachining包括去加工（腐蚀）、附着加工（镀膜）、改质加工（掺杂）和结合加工（键合）腐蚀技术主要包括干法腐蚀和湿法腐蚀，也可分为各向同性腐蚀和各向异性腐蚀.把MEMS的“机械”（运动或传感）部分制作在沉积于硅晶体的表面膜（如多晶硅、氮化硅等）上，然后使其局部与硅体部分分离，呈现可运动的机构微加工工艺中有时需要将两块微加工后的基片粘结起来，可以获得复杂的结构，实现更多的功能。将基片结合起来的办法有焊接、融接、压接（固相结合）、粘接、阳极键合、硅直接键合、扩散键合等方法.表面微机械加工技术LIGA技术—LI， Lithographier ，即深度X射线刻蚀；—G，Galvanformug，即电铸成型；—A，Abformug，即塑料铸膜LIGA技术是深度X射线刻蚀、电铸成型、塑料铸膜等技术的完美结合。LIGA工艺问世以来，被认为是最有前途的三维微细加工技术。准LIGA技术A 紫外光光刻成模B 电铸或化学镀及制模C 塑铸MEMS加速度计质量块通过锚anchor，铰链hinge，或弹簧spring与底座连接。绿色部分固定在底座。当感应到加速度时，质量块相对底座产生位移，电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样谢谢微系统(microsyslem)也称微电子机械系统(micro electro～mechanicalsystem．MEMS)或微机械(micromachine)MEMS需要专门的电子电路IC进行采样或驱动，一般分别制造好MEMS和IC粘在同一个封装内可以简化工艺1.消费领域的产品包含之前提到的健身手环，还有智能手表等。健康领域，即医疗领域，主要包括诊断，治疗，监测和护理。比如助听、指标检测（如血压、血糖水平），体态监测，通过MEMS传感器对体内某些指标进行测量，同时MEMS执行器（