传感器扫盲之MEMS传感器

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   传感器发展到今天,小型化、智能化、集成化,是愿因是升级换代的必由之路。今天,亲们 来为亲们 介绍一下传感器家族的mini型产品——­­MEMS传感器。

那此是MEMS传感器?   MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro-ElectroMechanical System),微机电系统是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号除理和控制电路、直至接口、通信和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器件或系统。而MEMS传感器什么都 采用微电子和微机械加工技术制创造发名来的新型传感器。   MEMS是用传统的半导体工艺和材料,以半导体制造技术为基础发展起来的你这一先进的制造技术,学科交叉问題极其明显,主要涉及微加工技术,机械学/氢气声波理论,热流理论,电子学、材料、物理学、化学、生物学、医学等等。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大科技领域之一。加工工艺:   MEMS技术基于是愿因相当心智心智心智性性性开花结果是什么是什么的句子的句子的句子的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。它与传统的IC工艺有什么都类似于于之处,如光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等,就是什么都复杂化的微形态难以用IC工艺实现,时要采用微加工技术制造。   微加工技术包括硅的体微加工技术、冠部 微加工技术和特殊微加工技术。体加工技术是指沿着硅衬底的速率单位方向对硅衬底进行刻蚀的工艺,包括湿法刻蚀和干法刻蚀,是实现三维形态的重要最好的办法。冠部 微加工是采用薄膜沉积、光刻以及刻蚀工艺,通过在牺牲层薄膜上沉积形态层薄膜,就是去除牺牲层释放形态层实现可动形态。   除了上述你这一微加工技术以外,MEMS制造还广泛地使用多种特殊加工最好的办法,其中常见的最好的办法包括键合、LIGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。应用材料:   硅基材料:大每项集成电路和MEMS的原材料是硅(Si),你你这一神奇的VI族元素时要从二氧化硅中大量提取出来。而二氧化硅是那此?说的通俗什么都,什么都 沙子。沙子君在经历了一系列复杂化的加工过程就是,就变成了单晶硅,长你你这一样子:

   你你这一长长的大柱子,直径时就是 1 inch (2.5 cm) 到 12 inch (500 cm),被切成一层层 5000 微米厚的硅片 (英文:wafer,和威化饼同词),长你你这一样子:

   采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的速率单位单位 、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似于于,热传导率接近钼和钨。若单个MEMS传感器芯片面积为5 mm x 5 mm,则有有一1个8英寸(直径20厘米)硅片(wafer)可切割出约50000个MEMS传感器芯片,分摊到每个芯片的成本则可大幅度降低。

   非硅材料:近年来,MEMS的材料应用上有被非硅材料逐渐替代的问題,学术研究人员开始了了英语 英语 专注于开发聚合物和纸基微型器件。利用那此材料开发的器件,不仅工艺环保,就是制作设备简单、成本较低。相对硅材料,它们大幅缩减了研发经费预算。什么都聚合物和纸基微型器件的创新都指向了医疗应用,对该领域来说,生物相容性和材料的柔性是基本要求。   纸基和聚合物微型器件的功能和性能开发,目前还居于相对早期的阶段,类似于于器件的生产设施现今也还没有 开发出来。那此新技术的心智心智心智性性性开花结果是什么是什么的句子的句子的句子和商业化,是愿因还时要超过10年的时间。什么都有,基于硅材料的微型器件研究,还有什么都有创新工作要做,不然就会面临发展停滞的风险。技术优势:   用MEMS工艺制造传感器、执行器是愿因微形态, 具有微型化、集成化、智能化、成本低、效能高、可大批量生产等特点,  产能高,良品率高。MEMS技术使数以万计的MEMS芯片(什么都工艺也会把集成电路芯片插进同一步骤加工)出现在了每一片wafer里边,如下图所示。

   你你这一批量生产(batch process)的过程目前是愿因全自动化控制,隔离了人为因素,确保了每有有一1个MEMS芯片之间的工艺误差时要得到严格的控制,从而提高了良品率。切片、封装就是,就成为了有有一1个个的MEMS芯片。从外观上来看,大每项的MEMS芯片和集成电路芯片是差不要 的。   综上所述,微米量级的形态尺寸使MEMS传感器时要完成什么都传统机械传感器所没有实现的功能。是微型传感器的主力军,正在逐渐取代传统机械传感器,普遍应用于消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域。常见产品有压力传感器,加速率单位单位 计,陀螺,静电致动光投影显示器,DNA扩增微系统,催化传感器。与传统传感器的区别:   在下面的图片中,以麦克风为例亲们 来更清晰地认识一下传统麦克风和MEMS麦克风的区别。   传统的驻极体麦克风:

   MEMS麦克风:

   图中,传统麦克风的七八种机械配件就完全集成在了一块很小的MEMS传感器芯片上了,体积非常小,重量也非常轻。是愿因是芯片制造,一致性好、功耗低,更易于批量生产。就是对技术的要求那就非常高了。MEMS传感器的出现极大的满足了亲们 对产品小体积、高性能的要求。 MEMS传感器的分类   MEMS传感器不仅并能感知被测参数,将其转加带方便度量的信号;随还并能对所得到的信号进行分析、除理和识别、判断,就是形象地被称为智能传感器。    MEMS传感器的种类繁多,都不 什么都有分类的最好的办法。下面是按照工作原理分类:

   每你这一MEMS传感器又有什么都有种细分最好的办法。如加速率单位单位 计,按检测质量的运动最好的办法划分,有角振动式和线振动式加速率单位单位 计等,常见的MEMS传感器有压力传感器、加速率单位单位 传感器、微机械陀螺仪、惯性传感器、MEMS硅麦克风等等;MEMS传感器的品种多到时要以万为单位,且不同MEMS之间参量较多,没有 完全标准的工艺。   MEMS传感器作为国际竞争战略的重要标志性产业,以其技术含量高、市场前景广阔等特点备受世界各国的关注。近十年来,中国MEMS传感器产业生态系统也正逐步完善,从研发、设计、代工、封测到应用,完全产业链已基本形成,国家对MEMS传感器行业也给予了前所未有的政策支持。我国MEMS产业发展面临了重大的机遇,不得劲是移动互联网和物联网的快速发展,将对MEMS产业产生深远的影响,并将催生大量新的产品、新的应用,带动MEMS产品在日常生活及工业生产中的普及化。