微机电系统

1-1 微机电系统
图1 微机电系统加工世 界是最小的吉他
图2 MEMS内部结构 与头发丝
1-2 组成部分
美国：微电子机械系统（MEMS） （MicroElectroMechanicalSystem） 欧洲：微系统技术（MST） （MicroSystemTechnology） 日本：微机械（Micromachine）
微镜的SEM示意图
4-4 能量采集 MEMS应用的另外一个领域就是做能量采集 （energy harvesting）,通过把周围的能量收集并转 化为电能从而达到代替电池的终极目标。
4-4 能量采集
我的老师帝国理工 Andrew Holmes教授就 做过一个只有一个硬 币大小的风力发电机， 制造方式就和加工 MEMS一模一样。如图。
谢谢您的聆听！
8B-712小组-微机电系统-机械制造技术
传感器
信号处 理
执行器
1-2 组成部分
1-3 加工实例
左图实 例为 MEMS芯 片
02
Part Two
2-1 概述
MEMS可以革命性地影响几乎所有类别
的产品。它用微加工技术将各种产品整 合到基于硅的微电子芯片上
2-2 集成电路制造 集成电路基 本制造技术， 如图
硅片
薄膜制备
掩膜制 造
光 刻 刻 蚀 测 试 切 割 封 装
4-2 喷墨打印机喷头
工作原理 1. 左侧加热元件小于右侧加热元件，通入相同电 流时，左侧产生更多热量，形成更大气泡。 2. 左侧气泡首先扩大，从而隔绝左右侧液体，保 持右侧液体高压力使其喷射。 3. 喷射后气泡破裂，液体重新填充该腔体。
4-2 喷墨打印机喷头
4-3 投影仪
投影仪所采用的MEMS微镜如图。 其中扫描电镜图则是来自于TI的投影 系统用静电驱动数字反射镜。通过改 变外部激励从而控制同一个微镜的不 同锚/铰链的尺寸从而微镜倾斜特定 角度，将入射光线向特定角度反射。 大量微镜可以形成一个阵列从而进行 大面积的反射。采用静电驱动方式， 即通入电来产生静电力来倾斜微镜。
把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪
MEMS将逐步从实验室走向实用化，对工农业、信息、环境、生
物工程、医疗、空间技术、国防和科学发展产生重大影响。
4-2 喷墨打印机喷头
一种设计精巧的打印喷如下 图所示。两个不同大小的加 热元件产生大小不一的气泡 从而将墨水喷出。
图4.2 为喷墨打印机喷头
3-2 图片欣赏
图 测力装置
图 神经接口芯片
3-2 图片欣赏
图 线性执行器
图 静电马达芯片
04
Part Four
4-1 总述
MEMS发展的目标在于，通过微型化、集成化来探索新原理、
新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以
完成大尺寸机电系统所不能完成的任务，也可嵌入大尺寸系统中，
掺 杂
2-2 集成电路制造
2-2 集成电路制造
（a）
Hale Waihona Puke Baidu
（b）
03
Part Three
3-1 工艺特征
1）微型化：MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、 惯性小、谐振频率高、响应时间短。 2）以硅为主要材料，机械电器性能优良：硅的 强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似铝， 热传导率接近钼和钨。 3）批量生产：用硅微加工工艺在一片硅片上可 同时制造成百上千个微型机电装置或完整的 MEMS。批量生产可大大降低生产成本。
作者：大团子一号 链接： https://www.zhihu.com/que stion/19612486/answer/139 745132 来源：知乎
4-5 医疗诊断
目前微机电系统还远未成熟，新技术将层出不穷，
新的系统将不断涌现，可以预计不久的将来微机电
系统将大量应用于医疗诊断和治疗，例如毫米量级
3-1 工艺特征
4）集成化：可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或 执行器集成于一体，或形成微传感器阵列、微执行器阵列，甚至把多种功 能的器件集成在一起，形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子 器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。
5）多学科交叉：MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、 物理、化学和生物等多种学科，并集约了当今科学技术发展的许多尖端成 果。
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微机电系统
目录
Contents
01
Part One
1-1 微机电系统
MEMS利用集成电路（IC）制造技术和微加工技 术把微结构、微传感器、微执行器等制造在一 块或多块芯片上的微型集成系统。具有微型化、 集成化、智能化、成本低、性能高、可以大批 量生产等优点。应用领域极为广泛，目前已成 功地应用于汽车、电子和军事等行业。
的微小智能系统将进入人体，执行诊断和治疗任务， 严重威胁人类生命的脑血管病，届时可由血管中的 清道夫来进行根治。用于大脑皮层电刺激和电信号 采集的脑电极阵列，可以使盲人复明，微机电的进
展也使微机器人的实现成为可能。
1. M. Despont, J. Brugger, U. Drechsler, U. Dürig, W. Häberle, M. Lutwyche, H. Rothuizen, R. Stutz, R. Widmer, G. Binnig, H. Rohrer, P. Vettiger, VLSI-NEMS chip for parallel AFM data storage, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 80, Issue 2, 10 March 2000, Pages 100-107, ISSN 0924-4247, VLSI-NEMS chip for parallel AFM data storage. 2. M. Despont, J. Brugger, U. Drechsler, U. Dürig, W. Häberle, M. Lutwyche, H. Rothuizen, R. Stutz, R. Widmer, G. Binnig, H. Rohrer, P. Vettiger, VLSI-NEMS chip for AFM data storage, Technical Digest 12th IEEE Int. Micro Electro Mechanical Systems Conf. MEMS '99, Orlando, FL, January 1999, IEEE, Piscataway, 1999, pp. 564–569. 3. 知乎：https://zhuanlan.zhihu.com/p/21314713 4. 爱奇艺：http://www.iqiyi.com/