中科院微电子机械系统设计(MEMS)课件.pptx
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《mems微机电系统》PPT课件
• 特点： • 1.获得的构造的几何尺寸较大〔相应的质量
大〕，机械性能较好 • 2.存在对硅材料的浪费较大 • 3.与集成电路的兼容性不好
• 根据腐蚀剂的相态，即液相、气相和等离 子态，可以将体型微机械加工的腐蚀方法 划分为三种。采用液相腐蚀剂的腐蚀工艺 往往又称为湿法腐蚀，而采用气相和等离 子态腐蚀剂的腐蚀工艺那么称为干法腐蚀 。
• 多晶硅作为MEMS最常用的构造材料之一 ，它易于用IC技术进展构件制造， 且机械 性能满足要求。用微机械加工制造的典型 多晶硅薄膜的厚度至少大于3 μm。膜更厚 ，其强度和韧性更好。
• 外表微机械加工还采用其它构造材料，以获得可控 的剩余应力值、杨氏模量、薄膜形态、硬度、电导 率和光反射特性。 第一类材料是金属, 包括Al和化 学气相淀积〔CVD〕钨、电镀镍、铜等。特别是Al ，它具有良好的光反射特性，可用于构成微光学系 统的构造〔如Texas Instrument的DMD〕。此时 ，牺牲层材料可以采用气相淀积的有机物，如光刻 胶、聚酰亚胺、 聚对二甲苯等。第二类材料包括 CMOS工艺中制作互连所用的二氧化硅、多晶硅等 。 释放可在CMOS工艺后通过无掩模的干法刻蚀完 成。这些材料的应用可以简化机械构造与电路的集 成， 但机械特性有一定的限制。第三类材料是氮化 硅，这种薄膜的外表比多晶硅外表光滑，可以直接 淀积光发射材料，其张应力可以通过让薄膜富硅化 和在氧化气氛中退火的方法来减小。
一、电子束光刻胶
• 最新的电子束光刻胶开展： • 美国道康宁公司电子部〔Dow Corning
Electronics〕推出的Dow Corning® XR-1541电子束光刻胶。这一新型先进的 旋涂式光刻胶产品系列是以电子束〔 electron beam〕取代传统光源产生微影 图案，可提供图形定义小至6纳米的无掩模 光刻技术能力。
大〕，机械性能较好 • 2.存在对硅材料的浪费较大 • 3.与集成电路的兼容性不好
• 根据腐蚀剂的相态，即液相、气相和等离 子态，可以将体型微机械加工的腐蚀方法 划分为三种。采用液相腐蚀剂的腐蚀工艺 往往又称为湿法腐蚀，而采用气相和等离 子态腐蚀剂的腐蚀工艺那么称为干法腐蚀 。
• 多晶硅作为MEMS最常用的构造材料之一 ，它易于用IC技术进展构件制造， 且机械 性能满足要求。用微机械加工制造的典型 多晶硅薄膜的厚度至少大于3 μm。膜更厚 ，其强度和韧性更好。
• 外表微机械加工还采用其它构造材料，以获得可控 的剩余应力值、杨氏模量、薄膜形态、硬度、电导 率和光反射特性。 第一类材料是金属, 包括Al和化 学气相淀积〔CVD〕钨、电镀镍、铜等。特别是Al ，它具有良好的光反射特性，可用于构成微光学系 统的构造〔如Texas Instrument的DMD〕。此时 ，牺牲层材料可以采用气相淀积的有机物，如光刻 胶、聚酰亚胺、 聚对二甲苯等。第二类材料包括 CMOS工艺中制作互连所用的二氧化硅、多晶硅等 。 释放可在CMOS工艺后通过无掩模的干法刻蚀完 成。这些材料的应用可以简化机械构造与电路的集 成， 但机械特性有一定的限制。第三类材料是氮化 硅，这种薄膜的外表比多晶硅外表光滑，可以直接 淀积光发射材料，其张应力可以通过让薄膜富硅化 和在氧化气氛中退火的方法来减小。
一、电子束光刻胶
• 最新的电子束光刻胶开展： • 美国道康宁公司电子部〔Dow Corning
Electronics〕推出的Dow Corning® XR-1541电子束光刻胶。这一新型先进的 旋涂式光刻胶产品系列是以电子束〔 electron beam〕取代传统光源产生微影 图案，可提供图形定义小至6纳米的无掩模 光刻技术能力。
微电子机械系统 MEMS 第一章
Scaling laws
scaling laws
Force F L1 L2 Acceleration a Response time t Power generated P P/V L-2.5
a
F m
L-2 L-1
ห้องสมุดไป่ตู้
t
2x a
L1.5 L1 L0.5 L0
P
Fx t
L0.5
L2 V L3.5 L5
IC technology Precision Batch fabrication
Integrated multiple functions
Improved performance Low manufacturing cost & time Light, compact, Portability Ruggedness Low power consumption Easily and massively deployed Easily maintained and replaced Little harm to environment
MEMS和微系统概论
MEMS 致动器
传输单元将输入能量转换成为传感 器的电压等形式, 执行致动元件的 功能。 有许多种方法可以让微器件结构动 起来。一种常用的致动方法是在充 电的平行平板或被空气等绝缘材料
隔开的电极之间引入静电力。
MEMS和微系统概论
微系统是一个包含MEMS 器件, 面向特定工程任务而设 计的工程系统，介于宏观和微观之间的尺度。微系统包 含微传感器、致动器和处理单元三类主要器件。 微系统中传感器感知的信号被信号转换和处理单元转 换成与致动器兼容的格式。 汽车气囊展开系统严重碰撞中产生的冲击被微惯性传 感器“ 感知”, 传感器产生适当的信号给致动器, 使 气囊打开。 传感器包含两个微加速度计, 被安装在汽车的底盘上。 这两个加速度计与信号转换和处理单元都被集成制造在
微机电系统-MEMS简介_图文
分析和遗传诊断 ,利用微加工技术制造各种微泵、微阀、微摄子、微沟槽、
微器皿和微流量计的器件适合于操作生物细胞和生物大分子。所以,微机械
在现代医疗技术中的应用潜力巨大,为人类最后征服各种绝症延长寿命带来
了希望。
*
19
OMOM智能胶囊消化道内窥镜系统
• 金山科技集团研制的胶囊内镜
“胶囊内镜”是集图像处理、信息通讯、光电工程、生物医 学等多学科技术为一体的典型的微机电系统（MEMS） 高科技产品，由智能胶囊、图像记录仪、手持无线监视 仪、影像分析处理软件等组成。
21
微射流MEMS技术应用于糖尿病治疗.
这个一次性胰岛素注射泵融合了Debiotech的胰岛素输注系统技术和ST的微射流 MEMS芯片的量产能力。纳米泵的尺寸只有现有胰岛素泵的四分之一. 微射流技术还能 更好地控制胰岛素液的注射量，更精确地模仿胰岛自然分泌胰岛素的过程，同时还能检 测泵可能发生的故障，更好地保护患者的安全。 成本非常低廉。
微机电系统-MEMS简介_图文.ppt
MEMS定义
早在二十世纪六十年代，在硅集成电路制造技术发 明不久，研究人员就想利用这些制造技术和利用硅很好 的机械特性，制造微型机械部件，如微传感器、微执行 器等。如果把微电子器件同微机械部件做在同一块硅片 上，就是微机电系统——MEMS: Microelectromechanical System。
胆固醇,可探测和清除人体内的癌细胞 ,进行视网膜开刀时 ,大夫可将遥控机
器人放入眼球内,在细胞操作、细胞融合、精细外科、血管、肠道内自动送
药等方面应用甚广。
MEMS的微小可进入很小的器官和组织和能自动地进行细微精确的操作的特
点 ,可大大提高介入治疗的精度 ,直接进入相应病变地进行工作 ,降低手术风
《MEMS设计技术》课件
案例二：MEMS陀螺仪在导航系统中的应用
总结词
MEMS陀螺仪是导航系统中的关键传感 器，具有高精度、小型化和低成本等特 点。
VS
详细描述
MEMS陀螺仪采用微机械加工技术，将陀 螺仪的机械部分和电路部分集成在一个芯 片上，具有体积小、重量轻、成本低等优 点。它能够测量和保持方向信息，广泛应 用于航空、航天、军事等领域。在导航系 统中，MEMS陀螺仪可以提供高精度的角 度信息，用于计算航向、姿态和位置等参 数。
可靠性测试
进行全面的可靠性测试和评估，确保 MEMS器件的稳定性和可靠性。
06
MEMS设计案例分析
案例一：MEMS压力传感器在汽车中的应用
总结词
汽车压力传感器是MEMS技术的重要应用之一，具有高精度、可靠性和稳定性等特点。
详细描述
汽车压力传感器主要用于监测发动机进气歧管压力、燃油压力、气瓶压力等，以确保发动机正常工作 和提高燃油经济性。MEMS压力传感器采用微型机械加工技术，具有体积小、重量轻、功耗低等优点 ，能够实现高精度、快速响应和长期稳定性。
惯性传感器的设计需要综合考 虑材料、工艺和信号处理等因 素，以确保其性能和可靠性。
化学传感器设计
01
化学传感器是用于检测气体或 液体的化学成分的传感器，其 设计需要考虑选择性、灵敏度 、稳定性等因素。
02
常用的化学传感器类型包括电 化学式、光学式和热导式等， 其工作原理和结构各不相同。
03
化学传感器的设计需要综合考 虑材料、工艺和信号处理等因 素，以确保其性能和可靠性。
MEMS的发展历程与趋势
要点一
总结词
MEMS的发展经历了萌芽期、发展期和成熟期三个阶段， 未来将向更小尺寸、更高精度和智能化方向发展。
MEMS简介3PPT课件
全球微机电系统市场销售额分析：
✓在全球前30名MEMS公司的榜单中，很多公司受惠于智能手机市场的 蓬勃发展。例如瑞声科技（AAC）凭借MEMS麦克风的强劲增长（2012 年营收增长90%，达到6500万美元），首次挤进全球前30名。 ✓中国驻极体麦克风供应商购买英飞凌（Infineon）的MEMS裸片，然后 自己做封装、测试和销售，并成为苹果iPhone的第二货源。
• 意法半导体于2006 年成为全球首家以200 mm 晶圆生产MEMS 传感 器的厂商；
• IHS iSuppli 的统计数据显示：
a. 2012 年全球MEMS 芯片市场成长约5%，规模达到83 亿美元； b. 意法半导体与博世并列全球第一大MEMS 供应商，其中意法半导体营收年成长率23%
，博世年成长率为8%；
MEMS产业现状 及全球MEMS市场
(1)美国
MEMS的研究在60年代首先从斯坦福大学开始，逐步扩展到佐治亚理 工学院和加利福尼亚大学洛杉矶分校等大学，众多美国大学拥有了 100～150mm晶圆生产线。
(2)法国
法国有关MEMS的研发基地较为集中，主要由国立研究所法国LETI（ Laboratoire dElectronique de Technologie de lInformation，电子和信息 技术实验室）承担。
➢ MEMS与CMOS制程技术的整合
➢ 3D 封装技术在异质整合特性下，可进一步整合模拟RF、数字Logic、 Memory、Sensor、混合讯号、MEMS 等各种组件
MEMS产业现状 及全球MEMS市场
MEMS产业现状 及全球MEMS市场
3.2.3 MEMS晶圆代工厂
• 近几年以来美国也有几家规模较小的晶圆代工厂，持续投入资源用 于MEMS晶圆代工；
✓在全球前30名MEMS公司的榜单中，很多公司受惠于智能手机市场的 蓬勃发展。例如瑞声科技（AAC）凭借MEMS麦克风的强劲增长（2012 年营收增长90%，达到6500万美元），首次挤进全球前30名。 ✓中国驻极体麦克风供应商购买英飞凌（Infineon）的MEMS裸片，然后 自己做封装、测试和销售，并成为苹果iPhone的第二货源。
• 意法半导体于2006 年成为全球首家以200 mm 晶圆生产MEMS 传感 器的厂商；
• IHS iSuppli 的统计数据显示：
a. 2012 年全球MEMS 芯片市场成长约5%，规模达到83 亿美元； b. 意法半导体与博世并列全球第一大MEMS 供应商，其中意法半导体营收年成长率23%
，博世年成长率为8%；
MEMS产业现状 及全球MEMS市场
(1)美国
MEMS的研究在60年代首先从斯坦福大学开始，逐步扩展到佐治亚理 工学院和加利福尼亚大学洛杉矶分校等大学，众多美国大学拥有了 100～150mm晶圆生产线。
(2)法国
法国有关MEMS的研发基地较为集中，主要由国立研究所法国LETI（ Laboratoire dElectronique de Technologie de lInformation，电子和信息 技术实验室）承担。
➢ MEMS与CMOS制程技术的整合
➢ 3D 封装技术在异质整合特性下，可进一步整合模拟RF、数字Logic、 Memory、Sensor、混合讯号、MEMS 等各种组件
MEMS产业现状 及全球MEMS市场
MEMS产业现状 及全球MEMS市场
3.2.3 MEMS晶圆代工厂
• 近几年以来美国也有几家规模较小的晶圆代工厂，持续投入资源用 于MEMS晶圆代工；
MEMS课件~
Inertia Sensor for Automobile “Air Bag”Micro inertia sensor (accelerometer) in place:Sensor-on-a-chip:(2 mm x 3 mm-smaller thanrice grain(Courtesy of Analog Devices, Inc)Rice grainsOver 100 micro-sensors and micro-actuators by MEMS technologyThe ENIAC Computer in 1946A “Palm-top”Computer in 2003This spectacular miniaturization took place in 50 years!!The ENIAC computerMobil phones 15 Years Ago:Current State-of-the Art:Transceive voice onlyTransceive voice+ others Palm-top Wireless PCThe only solution is to pack manyMicro pressure sensorsInertia Sensor for Automobile “Air Bag”Micro inertia sensor (accelerometer) in place:Sensor-on-a-chip:(the size of arice grain(Courtesy of Analog Devices, Inc) Unique Features of MEMS and Microsystems (1)-A great challenge to engineersComponents are in micrometers with complex geometryusing silicon, si-compounds and polymers:25 µmA microgear-train by(1)(10)(2)(3)(4)(5)(6)(8)(9)(2) Exhaust gas differential pressure sensor(1) Manifold or Temperature manifold absolute pressure sensor (3) Fuel rail pressure sensor(4) Barometric absolute pressure sensor (5) Combustion sensor(7) Fuel tank evaporative fuel pressure sensor (6) Gasoline direct injection pressure sensor (8) Engine oil sensor (9) Transmission sensor (10) Tire pressure sensorApplication of MEMS and MicrosystemsinAerospace IndustryCockpit instrumentation.Wind tunnel instrumentation MicrosattellitesCommand and control systems with MEMtronicsInertial guidance systems with microgyroscopes, accelerometers and fiber optic gyroscope.Attitude determination and control systems with micro sun and Earth sensors.Power systems with MEMtronic switches for active solar cell array reconfiguration, andMicro lenses:Micro switches: Micro Optical SwitchesMigratingElectrons The strains associated with the deformation of the diaphragm areplaced in “strategic locations”onThese tiny piezoresistors are madeThere is preset mismatch of pitches of the electrodes in the two sets.Stator RotorGear fortransmittingtorqueStationary electrodesMoving electrodeThe movement of the proof mass is carried out by measuring the change of capacitances between the pairs of electrodes.B e a m M ov e m e n tA c ce l e r a t i o nThe need for integrating microelectronics (ICs)and moving microstructures –A great challenge!A c c e l e r a t i o n3 mm2 mm。
《微机电系统》PPT课件 (2)
grams, AFOSR support basic research in materials and MEMS research, DARPA creates MUMPS foundry services with MCNC in 1993, NIST supports commercial foundries for CMOS and MEMS; ➢ In our country, “micron/nanometer manufacture technology national key laboratory” was founded in 1996; ➢ In 1992, Chris Pister (UCLA) creates first micromachined hinge, it’s features open possibilities for pseudo-3D structures and assembly; ➢ In 1992, MCNC starts the Multi User MEMS Process (MUMPS);
➢ In 1969, Westinghouse creates the “Resonant Gate FET” based on new microelectronics fabrication techniques;
➢ In 1970s, Bulk-etched silicon wafers used as pressure sensors;
Definition:
MEMS is the integration of electrical elements, mechanical elements, sensor, actuators on a common silicon substrate through micro fabrication technology. These system can sense, control and actuate on the micro scale, and function individually or in Saernrsoaryssgattohergeinnfeorramtateioenfffreocm ttsheoennvmiraocnrmeontsctharloeug.h
➢ In 1969, Westinghouse creates the “Resonant Gate FET” based on new microelectronics fabrication techniques;
➢ In 1970s, Bulk-etched silicon wafers used as pressure sensors;
Definition:
MEMS is the integration of electrical elements, mechanical elements, sensor, actuators on a common silicon substrate through micro fabrication technology. These system can sense, control and actuate on the micro scale, and function individually or in Saernrsoaryssgattohergeinnfeorramtateioenfffreocm ttsheoennvmiraocnrmeontsctharloeug.h
微机电系统第二章MEMS设计基础PPT课件
式中的F0和 为常数
29
固体在亚微米尺度内热流量的尺度规律
Q(l1)(l1)l2
表示尺寸减小10倍将导致热流量减小100倍。
30
（2）对流中的尺度效应 对流时，固体与流体界面处出现边界层，由牛顿冷 却定律描述 式中Q为流体中两点间的热流总量，q 是相应的热通量，A是热流的横截面积，h为传热系 数，是两点之间的温差。
• 1962 年第一个硅微型压力传感器问世，现在国内外 出现了各种微型传感器，包括压力、加速度、气体、 湿度、生化传感器等。除了微型传感器，还出现了 微型执行器、微型机器人、微型动力系统。1988 年 美国加利福尼亚大学柏克利首次制作出转子直径为 60μm 的静电微电机，而我国清华大学92 年研制的 同步式静电微电机，在技术性能上已远远超过美国 第一台同类微电机的水平。
18
当
d10m
击穿电压随d的增加而增加，
V随尺度变化为 V l 3
平板电容中静电势能的尺
度为
Ul0l0l1l1(l1)2 l3 l
图2.27 Paschen效应
上 式 尺 度 说 明 如 果 W,L 和 d 同 时 减 小 10 倍 ， 电 动 势 将 减 小 1000倍。下面是静电力的尺度规律；
35
4 硅化物材料
• 硅化物如TiSi2,CoSi2, PtSi等在VLSI 中作为接触 和互联材料有广泛的应用，它们的电阻率比多晶 硅更低，大大减少了期间的互联电阻和接触电阻， 显著改善了器件的导电特性。
• 硅化物的制备工艺与表面微机械制备技术兼容， 但是硅化物有较大的应力。至于如何减少硅化物 的应力还有待于进一步的研究、解决。
• 实际的机械性能取决于制成器件后硅的结晶取向、
几何尺寸、缺陷以及在生长、抛光、随后处理中
《MEMS微电感》课件
应用领域
01
通信领域
用于无线通信、卫星通信、雷达等高频信号处理系统。
02
能源领域
用于微型电源、储能系统等。
03
生物医学领域
用于生物传感器、医学诊断和治疗等。
02 MEMS微电感的设计与制造
设计流程
A
需求分析
明确MEMS微电感的应用场景和性能要求，如 工作频率、Q值、尺寸等。
原理图设计
根据需求，设计MEMS微电感的原理图， 包括结构、形状、尺寸等。
B
C
仿真优化
利用仿真软件对设计的MEMS微电感进行性 能分析和优化，提高性能参数。
版图绘制
将原理图转化为制版图，为后续制造提供依 据。
D
材料选择
01
02
03
材料类型
选择适合MEMS微电感制 造的材料，如单晶硅、多 晶硅、氮化硅等。
材料纯度
确保所选材料的纯度，以 满足MEMS微电感的性能 要求。
材料特性
《MEMS微电感》 PPT课件
目录
• MEMS微电感简介 • MEMS微电感的设计与制造 • MEMS微电感的性能测试与评估 • MEMS微电感的发展趋势与挑战 • MEMS微电感的应用案例
01 MEMS微电感简介
定义与特性
定义
MEMS微电感是指利用微电子机械系 统（MEMS）技术制作的微型电感器 。
案例二：MEMS传感器
总结词
MEMS传感器是利用微电感技术实现传感器功能的重要应用，具有高精度、高可靠性、低功耗等优点 。
详细描述
MEMS传感器利用微电感作为敏感元件，可以感知温度、压力、磁场、加速度等物理量，广泛应用于 汽车、医疗、航空航天等领域。MEMS传感器的精度和可靠性高，能够提供准确的测量数据，并且具 有低功耗的特点，能够延长设备的续航时间。
《微机电系统》PPT课件 (2)
measuring mechanical, thermal, biological, chemical, optical, and magnetic phenomena. The electronics then process the information derived from the sensors and through some decision making capability direct the actuators to respond by moving, positioning, regulating, pumping, and filtering, thereby controlling the environment for some desired outcome or purpose.
MEMS support programs, AFOSR support basic research in materials and MEMS research, DARPA creates MUMPS foundry services with MCNC in 1993, NIST supports commercial foundries for CMOS and MEMS; ➢ In our country, “micron/nanometer manufacture technology national key laboratory” was founded in 1996; ➢ In 1992, Chris Pister (UCLA) creates first micromachined hinge, it’s features open possibilities for pseudo-3D structures and assembly; ➢ In 1992, MCNC starts the Multi User MEMS Process (MUMPS);
MEMS support programs, AFOSR support basic research in materials and MEMS research, DARPA creates MUMPS foundry services with MCNC in 1993, NIST supports commercial foundries for CMOS and MEMS; ➢ In our country, “micron/nanometer manufacture technology national key laboratory” was founded in 1996; ➢ In 1992, Chris Pister (UCLA) creates first micromachined hinge, it’s features open possibilities for pseudo-3D structures and assembly; ➢ In 1992, MCNC starts the Multi User MEMS Process (MUMPS);
《MEMS与微制造》课件
加速度计：用于汽车安全气囊、智能手机等 陀螺仪：用于导航系统、无人机等 压力传感器：用于医疗设备、工业自动化等 微镜：用于投影仪、激光打印机等 微流体器件：用于生物医学、化学分析等 微机械谐振器：用于无线通信、频率控制等
Part Five
MEMS设计方法与 仿真
MEMS设计的基本原则和方法
纳米级结构的技术
激光加工技术：利用激光在 硅片上形成微米级或纳米级
结构的技术
添加标题
添加标题
添加标题
微加工技术分类：光刻、刻 蚀、沉积、电镀、激光加工
等
添加标题
刻蚀技术：利用化学或物理 方法在硅片上形成微米级或
纳米级结构的技术
添加标题
电镀技术：利用电化学反应 在硅片上形成微米级或纳米
级结构的技术
典型的MEMS制造工艺流程
智能制造技术： 利用人工智能和 物联网技术进行 制造，实现智能 制造和智能生产
THANKS
汇报人：PPT
Part One
单击添加章节标题
Part Two
MEMS技术概述
MEMS的定义和特点
MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）：微机电系统，是一种将微电子技术与机械 工程相结合的技术。
特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、集成度高、功能强大。
应用领域：广泛应用于航空航天、生物医学、通信、消费电子等领域。
分类：根据封装材料、工艺和结构的不同，MEMS封装可分为陶瓷封装、金 属封装、塑料封装等。
发展趋势：随着MEMS技术的不断发展，对MEMS封装的要求也越来越高。 未来，MEMS封装将朝着小型化、集成化、低成本和高可靠性的方向发展。
MEMS封装材料与结构
Part Five
MEMS设计方法与 仿真
MEMS设计的基本原则和方法
纳米级结构的技术
激光加工技术：利用激光在 硅片上形成微米级或纳米级
结构的技术
添加标题
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添加标题
微加工技术分类：光刻、刻 蚀、沉积、电镀、激光加工
等
添加标题
刻蚀技术：利用化学或物理 方法在硅片上形成微米级或
纳米级结构的技术
添加标题
电镀技术：利用电化学反应 在硅片上形成微米级或纳米
级结构的技术
典型的MEMS制造工艺流程
智能制造技术： 利用人工智能和 物联网技术进行 制造，实现智能 制造和智能生产
THANKS
汇报人：PPT
Part One
单击添加章节标题
Part Two
MEMS技术概述
MEMS的定义和特点
MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）：微机电系统，是一种将微电子技术与机械 工程相结合的技术。
特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、集成度高、功能强大。
应用领域：广泛应用于航空航天、生物医学、通信、消费电子等领域。
分类：根据封装材料、工艺和结构的不同，MEMS封装可分为陶瓷封装、金 属封装、塑料封装等。
发展趋势：随着MEMS技术的不断发展，对MEMS封装的要求也越来越高。 未来，MEMS封装将朝着小型化、集成化、低成本和高可靠性的方向发展。
MEMS封装材料与结构
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Perspective on MEMS research and commercialization circa
Course Mechanics
Lectures: Monday, Wednesday 10:00-12:00 Homework: bi-weekly assignments distributed
10 nm < L < 1 mm Nano electromechanical systems … NEMS
Batch Fabrication Technology
Planar integrated circuit technology 1958 -
1. Thin-film deposition and etching 2. Modification of the top few mm of the substrate
inkjet-printer cartridges accelerometers Microengines inertial sensors micromirrors, optical scanners fluid pumps, chemical, pressure and flow
sensors. Biosensors
What are the Goals of this Course?
Accessible to a broad audience minimal prerequisites
Design emphasis exposure to the techniques useful in analytical design of structures,transducers, and process flows
Textsbook: 1. Stephen D. Senturia, Microsystem Design,
Kluwer Academic Press, 2001 2. Course Reader (Selected Reference Papers)
Part 1
Introduction to MEMS
Lecture Outline
Today’s Lecture
What is MEMS Historical tour of MEMS MEMS and nanotechnology
MEMS Defined
Micro ElectroMechanical Systems
What is MEMS
on Thursdays and due the following Thursday at the class beginning Exam: (TBA) Office Hours: (TBA) Credit breakdown (approximate)
10% homework 30% final Project 60% final exam
Introduction to MEMS Spring 2012
Weidong Yi
Design, Analysis , Fabrication
Course Overview
Part 1 Introduction to MEMS Part 2 Microfabrication Fundamentals Part 3 Microsystem Fabrication Processes Part 4 Mechanics, and Transduction Part 5 Electronic Interface Design Principles Part 6 MEMS Design Case Studies
MEMS may involve large arrays of microfabricated elements
DNA array, infrared imaging devices, both reflective and refractive projection displays
Examples of MEMS Devices
3. Lateral dimensions defined by photolithography, a
process derived from offset printing Result: CMOS integrated circuits became the
ultimate “enabling technology” by circa 1980 Moore’s Law
Dimensional Ranges
1 mm < L < 300 mm lateral dimensions
Surface micromachined structures … “classic MEMS”
300 mm < L < 3 mm
Bulk silicon/wafer bonded structures … still call them MEMS and cover them in this course
MEMS involve both electronic and non-electronic elements
thermal, magnetic, fluidic and optical devices
MEMS are “systems” in the true sense
Packaging, system partitioning into components, calibration, signal-to-noise ration,stability,reliability
Density (and performance, broadly defined) of digital integrated circuits increases by a factor of two every year.
Moore’s Law
Moore’s Law
Course Mechanics
Lectures: Monday, Wednesday 10:00-12:00 Homework: bi-weekly assignments distributed
10 nm < L < 1 mm Nano electromechanical systems … NEMS
Batch Fabrication Technology
Planar integrated circuit technology 1958 -
1. Thin-film deposition and etching 2. Modification of the top few mm of the substrate
inkjet-printer cartridges accelerometers Microengines inertial sensors micromirrors, optical scanners fluid pumps, chemical, pressure and flow
sensors. Biosensors
What are the Goals of this Course?
Accessible to a broad audience minimal prerequisites
Design emphasis exposure to the techniques useful in analytical design of structures,transducers, and process flows
Textsbook: 1. Stephen D. Senturia, Microsystem Design,
Kluwer Academic Press, 2001 2. Course Reader (Selected Reference Papers)
Part 1
Introduction to MEMS
Lecture Outline
Today’s Lecture
What is MEMS Historical tour of MEMS MEMS and nanotechnology
MEMS Defined
Micro ElectroMechanical Systems
What is MEMS
on Thursdays and due the following Thursday at the class beginning Exam: (TBA) Office Hours: (TBA) Credit breakdown (approximate)
10% homework 30% final Project 60% final exam
Introduction to MEMS Spring 2012
Weidong Yi
Design, Analysis , Fabrication
Course Overview
Part 1 Introduction to MEMS Part 2 Microfabrication Fundamentals Part 3 Microsystem Fabrication Processes Part 4 Mechanics, and Transduction Part 5 Electronic Interface Design Principles Part 6 MEMS Design Case Studies
MEMS may involve large arrays of microfabricated elements
DNA array, infrared imaging devices, both reflective and refractive projection displays
Examples of MEMS Devices
3. Lateral dimensions defined by photolithography, a
process derived from offset printing Result: CMOS integrated circuits became the
ultimate “enabling technology” by circa 1980 Moore’s Law
Dimensional Ranges
1 mm < L < 300 mm lateral dimensions
Surface micromachined structures … “classic MEMS”
300 mm < L < 3 mm
Bulk silicon/wafer bonded structures … still call them MEMS and cover them in this course
MEMS involve both electronic and non-electronic elements
thermal, magnetic, fluidic and optical devices
MEMS are “systems” in the true sense
Packaging, system partitioning into components, calibration, signal-to-noise ration,stability,reliability
Density (and performance, broadly defined) of digital integrated circuits increases by a factor of two every year.
Moore’s Law
Moore’s Law