微机电系统概论-1幻灯片.pptVIP

微机电系统 闪明才 主要内容 1、微机电系统概论 2、微机电系统功能材料 3、微机械加工制造技术 4、微机械执行器 5、微机械传感器 6、微机械弱信号检测与处理 7、微机电系统设计技术 8、微封装、微构件及微尺寸效应 参考书 莫锦秋 梁庆华等，《微机电系统设计与制造》，化学工业出版社，2004.3 刘广玉 樊尚春等，《微机械电子系统及其应用》，北京航空航天大学出版社，2003.2 （美）徐泰然著，王晓浩等译《MEMS和微系统—设计与制造》，机械工业出版社，2004.1 梅涛 伍小平主编，《微机电系统》，化学工业出版社，2003.1 [德]W.Menz J.Mohr等著，王春海 于杰等译《微系统技术》，化学工业出版社，2003.9 第一部分 微机电系统概论 （微机电系统的起源、国内外发展现状及应用） 简 介 机械与机电系统；宏观机电系统与微机电系统 微机电系统： 它是以微传感器、微执行器以及驱动和控制电路为基本元器件组成的、可以活动和控制的、机电合一的微机械装置。 特点： 1、学科交叉（力学、机械、电学、光学、电磁学、生物、化学等学科）2、微型化、集成化和智能化；3、低成本批量化；4、应用广泛（军民两用）5、高新技术。 微机电系统的相关术语： MEMS(Microelectromechanical Systems)（美国） Micro Machine （日本） Micro System Technology （欧洲） 微机电系统的组成 微机械电子系统(微机电系统)的组成： 一般可定义为由微米和纳米加工技术制作而成的，融机、电、光、磁以及其他相关技术群为一体的，可以活动和控制的微工程系统。目前，人们泛称其为MEMS。它是以微传感器、微执行器以及驱动和控制电路为基本元器件组成的、自动化性能高的、可以活动和控制的、机电合一的微机械装置。 用它进行的操作是极其微细的，有的操作已经到了单个细胞乃至分子范筹；有的微型敏感元件能敏感到单个原子，能进行原子量级的探测。如此细微的工作状况，用肉眼是不能分辨的，必须借助显微术或专用仪器来观察和控制。 微机电系统的发展状况 微机械电子系统，即微机械技术，是20世纪80年代后期国际上兴起的一项高技术。它以集成电路技术、表面加工技术和纳米精加工技术为基础，具有极大的学科交叉性，微机电系统的设计与制造涉及到设计、材料、制造、测试、控制、能源以及连接等相关技术。与传统机械系统相比，除在尺度上很小外，它还是一种高度智能化和高度集成化的系统。微机电系统的研究是制造技术上的一场革命，在21世纪的机械发展过程中将占有主导地位。　微机械技术将是一项新兴的产业，会优先在生物、医疗、航空、航天、电子产品、过程控制及测试技术等领域获得广泛的应用。 集成电路技术的发展 半导体晶体管计算机 上世纪末的微型计算机芯片 国外的发展现状（1） 美国 国家科学基金、先进研究计划、国防部等投资1.4亿美元进行微机电系统技术研究。在军方资助下，完成了《微电子机械系统的军事应用》研究报告。 主要研究方向： 精密制导武器、灵巧武器、侦察通讯、破坏敌方指挥系统及战斗力、研制微型卫星及纳米卫星等。 主要实用化成果： Park公司开发研制出用于扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的微型传感器；Texas公司开发出用于彩色图像投影显示的数字镜面器件（DMD）；AD公司开发研制的加速度计，管芯尺寸为1.5mm*1.5mm，量程达 50g，灵敏度为15mv/g等。 国外的发展现状（2） 欧共体 成立了NEXUS（多功能微系统研究合作机构）组织；德国制定了微机械系统技术计划（1990～1995投资共40亿马克），20世纪80年代中期发展了一种LIGA（深度同步辐射X射线光刻、电镀和模铸）工艺，深化了平面加工技术，实现了高宽比大于200的三维立体结构的加工制造，被加工材料也扩展为金属、塑料和陶瓷。被公认为是一种最有发展前景的超微细加工方法。 主要研究机构和实用化成果 Karlsruhe核研究中心、微技术研究所（IMM）、Microparts公司等。已开发研制出微传感器、微电机、微执行器、集成光学和微光学元件、微型流量计以及直径为数百微米的金属双联齿轮等。 国外的发展现状（3） 日本 制定了纳米制造计划（1985～1990年）、埃技术计划（1992～2001年计划投资1.85亿美元）、微机器人计划。计划生产两台微型机器人用于医学诊断（或微型手术）和飞机发动机（