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MEMS制造技术及应用详解

2021-02-22 20:02:51

MEMS是一种制造技术,诸如杠杆、齿轮、活塞、发动机甚至蒸汽机都是由MEMS制造的。相比于芯片制造业越来越被普通人熟知,而与芯片采用相同工艺的MEMS技术显得有些神秘。什么是MEMS?

 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)称为微机电系统,或微电子和微机电系统,是为利用机械手段实现特定功能而建造的小型化结构和设备。MEMS最早是在1960年代提出的,但是直到1980年代才商业化。其实在现实生活中MEMS技术实际离普通人很近,它包括MEMS麦克风,微马达,mems光学传感器,MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪等产品,在手机、智能穿戴等产品中有着广泛应用。

 而像手机的麦克风,摄像头,加速度计等产品,都使用了体积非常小、功能非常全的MEMS产品,它可以融微集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路为一体。虽然许多MEMS采用类似于集成电路的批量加工技术进行制造和封装,但关键的区别在于它们有与周围环境互动的移动或动态部件。当需要精度、低功耗操作和紧凑的外形尺寸时,会使用不同的MEMS设计。  

 MEMS系统被设计为具有感知、响应和影响环境的能力。作为一个完整系统的一部分,它们意义非凡。MEMS被部署在许多应用中,包括传感、检测、转换、执行和其他需要小尺寸性能和精度的物理技术。它们可以在许多市场的技术中找到,包括工业、医疗、电信、航空航天和国防。它们的物理尺寸可以从几微米到几毫米不等。

 MEMS应用可以采用不同的基本技术,包括压阻、压电、微流体、光调制、热膨胀或其他方法来响应系统的输入。由于MEMS设计涉及电子学、力学和光学,这些技术的工程和制造是高度跨学科的,并应用不同的专业知识。使用MEMS技术设计一个器件,除了需要电子制造和装配工艺外,还需要电子和机械工程、材料科学、化学、流体学、光学和射频设计方面的工作知识。现在,MEMS已经被大规模应用,这些设备需要可靠的批量生产。

 可见MEMS技术的持续创新为许多市场带来了颠覆性的技术,从支持自主车辆和感知机器人的激光雷达系统,到下一代电信天线中的可转向波束成形相控阵,以及用于通信、导航、金融和云计算的芯片级原子钟。 未来随着5G技术的普及和物联网的广泛应用,MEMS器件的应用场景越来越多,需求越来越旺盛。

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