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标题: MEMS技术的特点 [打印本页]

作者: soft 时间: 2010-10-19 21:09
标题: MEMS技术的特点
1、MEMS定义

微电子机械系统(MEMS)概念于80年代末提出，它一般泛指特征尺度在亚微米至亚毫米范围的装置，目前各国对它的定义尚未完全统一。

美国MCNC对MEMS的定义是:微电子机械系统是由电子和机械元件组成的集成化微器件或系统，它是采用与集成电路兼容的大批量处理工艺制造的，并且尺寸在微米到毫米之间。它将计算、传感与执行融合为一体，从而改变了我们感知和控制自然世界的方式。

日本微机械中心的定义是:微机械是由只有几个毫米大小的功能元件组成的，它能够执行复杂、细微的任务。

欧洲NEXUS的定义是:微结构产品具有微米级结构，并具有由微结构形状提供的技术功能。微系统由多个微元件组成，并作为一个完整的系统进行优化，以提供一种或多种特定功能，在许多场合包括微电子功能。

上述定义明显地与各国发展MEMS技术的特点、途径有密切关系。美国将与集成电路工艺兼容和集成化制造作为判定MEMS的主要条件，这与美国主要发展硅微加工技术，并在国际上保持领先地位有关。但是，这一定义有一定缺陷，它将大量非硅材料与工艺制作的微系统排除在MEMS之外。日本研究MEMS的重点是超精密机械加工，它更多地是传统机械的微型化，因此对MEMS的定义是以微机械为主，但未对微电子功能做出明确要求。这显然与当前MEMS发展主流存在差距。在欧洲的定义中分为微结构和微系统两个概念，以包含采用LIGA技术制作的微型纯机械零件，缺乏对MEMS的统一定义。

中国科学技术大学梅涛博士认为，MEMS应通过特征尺寸和功能来定义，而不应限定于任何制作工艺，因为工艺技术是不断发展和完善的。MEMS器件用特征尺寸来表征是因为特征尺寸是决定器件性质和加工工艺的关键尺寸。因此，他提出的MEMS的定义为:微电子机械系统是由特征尺寸在亚微米至亚毫米范围内的电子和机械元件组成的微器件或系统，它将传感、处理与执行融为一体，以提供一种或多种特定功能。

2、MEMS特点

微电子机械并不只是传统机械在尺度上的缩小，与传统机械相比，除了在尺度上很小外，它将是一种高度智能化、高度集成的系统。同时，在用材上微电子机械突破了原来的以钢铁为主，而采用硅、GaAs、陶瓷以及纳米材料，具有较高的性能价格比，而且使用寿命增长。由于微电子机械的尺度小、集成度高、功能灵活而强大，它使人类的操作、加工能力延伸到微米级空间，这种技术跨越将深刻影响国防科学技术和国民经济的发展。

微电子机械系统的研究还具有极大的学科交叉性:微型元器件的制造就涉及到设计、材料、制造、测试、控制、能源以及连接等技术。微电子机械系统的研究，除了上述单元技术外，还需要元器件的集成、装配等组合技术，同时会涉及到材料学、物理学、化学、生物学、微光学、微电子学等学科作为理论基础。同时，为了掌握微电子机械系统的各种机械、力学、传热、摩擦等方面的性能，还必须建立微机械学、微动力学、微流体学、微摩擦学等新的理论基础，建立新的学科。

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