手机/无人机/VR无处不在的MEMS如何应用?|欧冠投注官方平台

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欧冠投注网_虽然大多数人对微机电系统仍然不熟悉,但只是微机电系统在我们的生产甚至生活中无处不在。智能手机、健美手镯、打印机、汽车、无人机和VR/AR耳机,一些早期和所有最近的电子产品都被应用于微机电系统设备。微机电系统是一门综合性学科,其交叉学科现象显著,主要涉及微加工技术、力学/液体声波理论、热流理论、电子学、生物学等。

微机电系统器件的特征长度从1毫米到1微米不等,而头发的直径约为50微米。微机电传感器具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性低、灵敏度低、易于搭建等主要优点。它是微型传感器的主力军,正在逐步取代传统的机械传感器。无论是消费电子、汽车工业,还是航空航天、机械、化工、医药等各个领域都进行了研究。

稀有产品包括压力传感器、加速度计、陀螺仪、静电驱动光投影显示器、DNA扩展微系统和催化剂传感器。微机电系统的缓慢发展是基于微电子技术、集成电路技术及其加工技术,这些技术在微机电系统之前已经非常成熟。微机电系统通常不使用与稀有机械零件和工具相对应的微观模欧冠投注网拟元件,例如,它们可能包括地下通道、孔、悬臂、薄膜、空腔和其他结构。然而,微机电系统器件加工技术不是机械的。

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忽略,他们使用类似于集成电路批量处理的微生产技术。量产可以明显降低量产成本。

如果单个MEMS传感器芯片的面积为5mmx5mm,那么从一个8英寸(直径20 cm)的晶圆上可以切割约1000个MEMS传感器芯片(图1),分配给每个芯片的成本可以大大降低。因此,微机电系统商业化项目除了提高产品的性能和可靠性之外,还着眼于扩大加工硅片的半径(切割更多的芯片),增加工艺步骤的总数,尽可能减小传感器的尺寸。图1 8英寸硅片上的微机电系统芯片(5mmX5mm)示意图图2。

从硅原料到硅片的过程。硅片上的重复单元可以称为芯片或管芯。

微机电系统必须由特殊的电子电路集成电路采样或驱动。通常,微机电系统和集成电路是分开生产的,并且可以在同一印刷电路板上修改工艺,如图3所示。

然而,构建的可能性是微机电系统技术的另一个优势。如前所述,微机电系统和专用集成电路(ASIC)使用相似的工艺,因此它们具有很大的建造潜力,微机电系统结构可以更容易地用微电子技术建造。但是构建两者的可玩性还是很大的,主要考虑的是在MEMS的生产中如何保证IC部分的完整性。例如,有些微机电系统器件必须在高温下加工,不会破坏集成电路的电特性,甚至不会熔化集成电路中的低熔点材料。

氮化铝是微机电系统中常用的压电材料,由于其低温沉积技术,已成为后互补金属氧化物半导体材料。虽然很难,但正在逐步建设中。

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与此同时,许多制造商已经使用混合方法来构建不具成本效益且可成功商业化的微机电系统产品。ADXL203就是一个成功的例子,如图4所示。

ADXL203是一款独创的高精度、低功耗单轴/双轴加速度计,信号调理后获取电压输入,所有功能(MEMSIC)内置于单芯片。这些器件的满量程加速度测量范围为plusmn1.7g,既能测量动态加速度(如振动),又能测量静态加速度(如重力)。图3。微机电系统和集成电路在不同的硅片上生产,然后在同一个印刷电路板上键合。

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