MEMS技术及其应用教学讲义.ppt

MEMS技术及其应用;主要内容;MEMS简介;What is MEMS Technology?;;;从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，甚至接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。 图是一典型的MEMS示意图。由传感器、信息处理单元。执行器和通讯/接口单元等组成。其输入是物理信号，通过传感器转换为电信号，经过信号处理（模拟的和/或数字的）后，由执行器与外界作用。每一个微系统可以采用数字或模拟信号（电、光、磁等物理量）与其它微系统进行通信;;世界上第一个微静电马达;各国对MEMS的研究;我国对MEMS的研究简介 ;MEMS的发展过程;MEMS的发展过程; 1939年 P-N结半导体 (W. Schottky) 1948年 晶体管 (J. Bardeen, W.H. Brattain, W. Shockley) 1954年 半导体压阻效应 (C.S. Smith) 1958年 集成电路（IC） (J.S. Kilby) 1959年 “There is plenty of room at the bottom” (R. Feynman) 1962年 硅集成压力驱动器 (O.N. Tufte, P.W. Chapman, D. Long) 1965年 表面微机械加速度计 (H.C. Nathanson, R.A. Wichstrom) 1967年??? 硅各向异性深度刻蚀 (H.A. Waggener) 1973年 微型离子敏场效应管 (Tohoku University) 1977年 电容式硅压力传感器 (Stanford); 1979年 集成化气体色谱仪 (C.S. Terry, J.H. Jerman, J.B.Angell) 1981年 水晶微机械 (Yokogawa Electric) 1982年“Silicon as a mechanical material” (K. Petersen) 1983年 集成化压力传感器 (Honeywell) 1985年 LIGA工艺 (W. Ehrfeld et al.) 1986年?硅键合技术 (M. Shimbo) 1987年 微型齿轮 (UC Berkeley) 1988年?压力传感器的批量生产 (Nova Sensor) 1988年 微静电电机 (UC Berkeley) ;1992年??? 体硅加工工艺 (SCREAM process, Cornell) 1993年 数字微镜显示器件 (Texas Instruments) 1994年 商业化表面微机械加速度计 (Analog Devices) 1999年 光网络开关阵列 (Lucent) ;What is the peculiarity of MEMS technology?; MEMS的应用;Application Fields of MEMS;MEMS的应用领域 ;MEMS传感器及其组成的微型惯性测量组合在汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统（ABS）、减震系统、防盗系统等。GPS定位系统. *在汽车里作为加速表来控制碰撞时安全气囊防护系统的施用 * 在汽车里作为陀螺来测定汽车倾斜，控制动态稳定控制系统 * 在轮胎里作为压力传感器，;;MEMS已在空间超微型卫星上得到应用 ,该卫星外形尺寸为 2. 54 cm ×7. 62 cm ×10. 6 cm,重量仅为 250 g 。2000年 1月 ,发射的两颗试验小卫星是证明空基防御能力增强的一个范例。对小卫星试验来说幸运的是 ,因其飞行寿命短 ,所以 ,暴露在宇宙辐射之下并不是关键问题。小卫星上基于硅的 RF开关在太空应用中表现出优异的性能 ,这得益于它的超微小尺寸。作为一个在海上应用的实例 ,MEMS引信 /保险和引爆半导体,微电子,集成电路,IC,工艺,设计,器件,封装,测试, F/SA 装置已成功地用于潜艇鱼雷对抗武器上。引信 /保险和引爆装置的工作包括 3个独立步骤:发射鱼雷后 ,解除炸药保险、引爆 引信 和防止在不正确时间爆炸 保险 。使用镀有金属层的硅结合巧妙的封装技术 ,MEMS F/SA器件要比传统的装置小 1个数量级 ,可安装在 15. 88 cm的鱼雷上 ,这是其他方法做不到的 . ;国外MEMS 技术在引信中的应用;MEMS 技术在灵巧弹药引信中的应用;　MEMS 技术在轻武器面杀伤弹药引信中的应用; ; 微机械技术在生物医疗中的应用尤其令人惊叹