mems简介。
45080223 宋建涛生物学院农机二班。
mems是微机电系统的缩写。mems主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,它是在融合多种微细加工技术,并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
mems技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,采用mems技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。目前mems市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。大多数工业观察家**,未来5年mems器件的销售额将呈迅速增长之势,年平均增加率约为18%,因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。
其研究内容一般可以归纳为以下三个基本方面: 1.理论基础:在当前mems所能达到的尺度下,宏观世界基本的物理规律仍然起作用,但由于尺寸缩小带来的影响,许多物理现象与宏观世界有很大区别,因此许多原来的理论基础都会发生变化,如力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观摩擦机理等,因此有必要对微动力学、微流体力学、微热力学、微摩擦学、微光学和微结构学进行深入的研究。
这一方面的研究虽然受到重视,但难度较大,往往需要多学科的学者进行基础研究。2.技术基础: mems的技术基础可以分为以下几个方面:
(1)设计与**技术;(2)材料与加工技术(3)封装与装配技术;(4)测量与测试技术;(5)集成与系统技术等。3.应用研究:人们不仅要开发各种制造mems的技术,更重要的是如何将mems技术与航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域相结合,制作出符合各领域要求的微传感器、微执行器、微结构等mems器件与系统。
完整的mems是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。
沿着系统及产品小型化、智能化、集成化的发展方向,可以预见:mems会给人类社会带来另一次技术革命,它将对21世纪的科学技术、生产方式和人类生产质量产生深远影响,是关系到国家科技发展、国防安全和经济繁荣的一项关键技术。
制造商正在不断完善手持式装置,提供体积更小而功能更多的产品。但矛盾之处在于,随着技术的改进,**往往也会出现飙升,所以这就导致一个问题:制造商不得不面对相互矛盾的要求——在让产品功能超群的同时降低其成本。
解决这一难题的方法之一是采用微机电系统,更流行的说法是mems,它使得制造商能将一件产品的所有功能集成到单个芯片上。mems对消费电子产品的终极影响不仅包括成本的降低、而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小。事实上,大多数消费类电子产品所用mems元件的性能比已经出现的同类技术大有提高。
虽然mems过去只限于汽车、工业和医疗应用,但据调查公司估计:“mems消费类电子产品的销售额在2023年前就达到15亿美元”。
手持式设备制造商正在逐渐意识到mems的价值以及这种技术所带来的好处——大批量、低成本、小尺寸,而且开始转向成功的mems公司,其所实现的成本削减幅度之大,将影响整个消费类电子世界,而不仅是高端装置。
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