《微机电系统概论》PPT课件

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1、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.MenzJ.Mohr等著，王春海于杰等译《微系统技术》，化学工业出版社，20

2、03.9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(MicroelectromechanicalSystems)（美国）MicroMachine（日本）MicroSystemTechnology（欧洲）微机电系统的组成微机

3、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

4、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

5、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），2

6、0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

7、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（或原子能设备）的微小裂纹的维修诊断。现有MEMS研究机构60余个（企业占2／3），1990年成立了微机械中心（MMC）和微机械学会（MST）。每年举办一次MEMS国际研讨会。主要实用性成果利用电火花加工技术、IC技术和光成型技术加工出各种传感器和执行器，研制成功主要用于生物和医疗的微型机器人。有三本专著出版。国内的发展现状主要研究机构华北地区：清华大学、北京大学、中科院电子所、信息产业部13所、华北工学院微米纳米技术研究中