MEMS_随心天成_新浪博客
    MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的缩写,即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。微电子机械系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生革命性的影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。

   

 

    MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是的缩写。MEMS是美国的叫法,在日本被称为微机械,在欧洲被称为微系统,目前MEMS加工技术又被广泛应用于等领域,从而进行等实验室技术流程的芯片集成化。

  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{zx1}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、真空器件、电力电子器件等航空、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。MEMS技术正发展成为一个巨大的产业,就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样,MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。目前MEMS市场的主导产品为、加速度计、微、墨水喷咀和硬盘驱动头等。大多数工业观察家预测,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。

  MEMS是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域,相对于传统的机械,它们的尺寸更小,{zd0}的不超过一个厘米,甚至仅仅为几个微米,其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似,热传导率接近钼和钨。采用与集成电路(IC)类似的生成技术,可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺,进行大批量、低成本生产,使xxx相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。

  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,价格往往也会出现飙升,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{zj2}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。

  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xx装置。 MEMS在整个20世纪90年代都由汽车工业主导;在过去几年中,由于iPhoneWii的出现,使全世界的工程师都看到运动传感器带来的创新,使MEMS在消费电子产业出现爆炸式的增长,成为改变终端产品用户体验以及实现产品差异化的核心要素。

  国内MEMS芯片(Die)供应商主要有:上海微系统所、沈阳仪表所、电子部13研究所、北京微电子所等,目前形成生产的主要是MEMS压力传感器芯片(Die)。

  MEMS技术的发展历史

  MEMS{dy}轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初,当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振动膜在压力下变形,会影响其表面的压敏电阻走线,这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括电容感应移动质量加速计,用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。

  第二轮商业化出现于20世纪90年代,主要围绕着PC和信息技术的兴起。TI公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪,而热式喷墨打印头现在仍然大行其道。

  第三轮商业化可以说出现于世纪之交,微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。尽管该市场现在萧条,但微光学器件从长期看来将是MEMS一个增长强劲的领域。

  目前MEMS产业呈现的新趋势是产品应用的扩展,其开始向工业、医疗、测试仪器等新领域扩张。推动第四轮商业化的其它应用包括一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针,以及所谓的'片上实验室'生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。

   

MEMS简介

    MEMS(Micro Electromechanical System,即微电子机械系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。概括起来,MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产

    MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。其研究内容一般可以归纳为以下三个基本方面:

    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(Scaling Effects),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。

    MEMS的技术基础可以分为以下几个方面:(1)设计与仿真技术;(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。

    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

 


以下介绍几所在MEMS方向比较有特色的大学(研究所):
1.Carnegie Mellon University
    作为全球{sk}采用CMOS技术的单芯片MEMS麦克风的创始者,卡内基梅隆大学电子工程教授Kaigham (Ken) Gabriel可谓是MEMS技术的先驱。他于2001年与人共同创立了Akustica公司,曾在美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室从事MEMS研究工作,并担任美国国防部先进研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)电子技术办公室主任,负责MEMS开发工作长达数年之久。由此可见,CMU在MEMS方向的实力{jd1}不容忽视,尤其是在麦克风上
MEMS Lab at CMU:(网址:)
In the MEMS Laboratory, we are developing miniature sensor and actuator systems made using batch-fabrication processes, especially integrated-circuit fabrication processes. Research in this area is motivated by the potential to produce high-performance, low-cost, miniature sensors and actuators. Smart sensors are made by combining microstructures and circuits on a single silicon chip. Specific research areas of interest include nanometer-scale data storage, microsensors and microactuators, MEMS design tools, micromechanical component modeling, embedded microinstruments, and microrobotics.

2.Stanford University
    加州的斯坦福大学,在研究开发MEMS技术和器件方面成绩斐然。该校与加州理工学院协作,研究开发脑细胞组织探针,并已证实MEMS器件具有再生某些神经细胞组织能力。另外,作为片上微仪器研究开发的重点内容之一,斯坦福大学证实,MEMS技术可以用于光刻工艺中。光刻片上MEMS仪器可能已经不是遥远的事了。斯坦福大学与位于加州米尔皮塔斯市的Lucas Nova-Sensor公司联手,一直在研究开发强有力的新微机械加工技术——深度活性离子刻蚀(DRIE)。这种技术将可能实现对硅作深度达200μm刻蚀,同时刻蚀出线宽小到20μm并接近理想状态的垂直墙,窄沟道及孔,而且可以保持高精度和较大的纵横尺寸比。这项技术成果将促进MEMS技术在生物医学领域的进一步应用。


3.Georgia Institute of Technology
    佐治亚理工作为美国有名的理工科院校,在MEMS方面,尤其是体微加工上,比如DRIE,CVD,光电化学腐蚀等等,也是有着很深的造诣。
MEMS at Gatech:
Microelectromechanical Systems (MEMS) is the application of integrated circuit fabrication technology to the manufacture of micromechanical, optical, electrochemical and biosensor devices. It encompasses a wide range of engineering disciplines. An excellent introduction to MEMS is provided at the MCNC home page at
and links to other MEMS sites can be obtained through the MEMS clearninghouse at .

4.其他像UC Berkeley、UIUC等工科牛校的MEMS研究应该都是很不错的,由于没有找到相关资料,就不详细叙述了。

5.其他我了解的有研究MEMS方向的学校:Geogre Washington University-about noise of micro-accelerometers
   Clemson University- InTire sensor  Upenn- piezoelectric effect

 6.其实在MEMS的科研领域里,UC Berkeley 的名气比别的大学高出不少。强如MIT, Stanford, Georgia Tech, UCLA, CMU 等也不得不承认Berkeley 是MEMS的老大。这二十年来,Berkeley Sensor & Actuator Center (BSAC, 创始人Richard Muller, MEMS 开山鼻祖之一) 培养出一大MEMS牛群;然后这些牛人们现在好多都在世界各大名校执教,科研上也纷纷闯出一片天了。随手就可以摘来几个大牛例子:Roger Howe (之前在CMU, 后来在MIT及Berkeley, 目前在Stanford), Yu-Chong Tai (Caltech), C.J. Kim (UCLA), Gary Fedder (CMU)... 另外一些MEMS大牛(也是从BSAC出来的)则被挖回来Berkeley做教授,包括 Clark Nguyen, Kristofer Pister, Lin Liwei, Ming Wu, Luke Lee 等。

 

已投稿到:
郑重声明:资讯 【MEMS_随心天成_新浪博客】由 发布,版权归原作者及其所在单位,其原创性以及文中陈述文字和内容未经(企业库qiyeku.com)证实,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。若本文有侵犯到您的版权, 请你提供相关证明及申请并与我们联系(qiyeku # qq.com)或【在线投诉】,我们审核后将会尽快处理。
—— 相关资讯 ——