MEMS应用.ppt

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1、MEMS的应用MEMS的应用MEMS的封装6.1MEMS的应用现状——已形成可用性产品，主要是微传感器、微执行器等器件级产品应用——光信号处理、生物医学、机器人、汽车、航空、航天、军事和日用电器等领域已得到广泛的应用，并有巨大潜在的应用前景和经济效益功能上可以开发出许多以往无法实现的产品；微型化替代以前人类无法完成的某些工作可能象微电子一样，引发一场新的技术革命作用——武器制导和个人导航芯片上的惯性导航组合超小型、超低功率无线通信（RFMEMS）的机电信号处理军备跟踪、环境监控、安全勘测的无人值导分布式传感器系统小型

2、分析仪器、推进和燃烧控制的集成微流量系统武器安全、保险和引信有条件保养的嵌入式传感器和执行器高密度、低功耗的大规模数据存储器件敌友识别系统、显示和光纤开关的集成微光学机械器件飞机分布式空气动力学控制和自适应光学的主动、共形表面一、MEMS在军事上的应用MEMS系统的代表——微型无人驾驶飞机特点——小、轻、廉价、功能强低空侦察、通信近敌电子干扰携高能炸药攻击敌雷达和通信中枢战场毁伤评估和生化武器的探测城市作战，侦察、探测、查找敌对分子、窃听边境巡逻、毒品禁运通信中继环境研究自然灾害的监视与支援大型牧场和城区监视等作用M

3、EMS系统的代表——微型无人驾驶飞机军事意义减少人员伤亡完成一些士兵难以进行的侦察任务提高武器作战的消费比、降低军费开支已成为信息战的重要组成部分代表产品：美国，翼展12.7cm，重量50g，推力0.127N，飞行速度57-114km/h，飞行距离60-120km，25g甲烷/h分布式战场微型传感器网络探测人员、车辆运动信息，查明敌人军队部署调动布撒、收集信息方式MEMS系统的代表——微型军用机器人移动式微型机器人昆虫微型机器人固定式微型机器人从携带到控制，从体外到体内，欺骗性更大日本东京大学蟑螂机器人以色列微型飞行

4、军事机器人——2007年6个分系统：传感器系统、信息处理与自主导航系统、通信系统、机动系统、破坏系统、驱动电源工作原理陀螺仪测量姿态和转动的角速度，保持对加速度对准的方向进行跟踪；加速度计测量加速度的变化典型用途提供运动物体姿态、位置和速度的信息，各种航空航天平台及飞行器的制导系统作为微执行器的特点微型惯性测量组合MIMU（IntertialMeasurementUint-IMU）美国德雷珀实验室，尺寸2cm×2cm×0.5cm，质量约5g，陀螺的漂移不稳定性10°/h，加速度计精度为250μg代表产品寿命、可靠性高

5、（无转动的部件）成本体积和重量要求大量程、高g值——测量量程在几万g到十几万g很好的抗过载能力——硅材料内部缺陷少侵彻武器概念与作用典型产品微型加速度传感器在侵彻武器引信中的应用美国在90年代初期开始研究硬目标灵巧引信（ETSF），侵彻武器通常以每秒几千英尺的速度穿入地面、混凝土、岩石或其它的坚硬物质，其运动的平均加速度可达到地球上物体所受重力加速度的2万倍，最大加速度可达重力加速度的几十万倍，要求所用加速度传感器既能抗击这样苛刻的工作环境，同时又能识别冲击与钻入的整个过程。因此，侵彻武器用传感器要有较宽的测量范围、

6、可经受极端冲击的坚固结构。美国ENDEVCO公司，90年代，20万g，压阻式加速度微传感器，7270A二、MEMS在汽车上的应用传感器对汽车的作用：汽车是传感器第二大市场，每台车40到上百个传感器汽车发展趋势（智能化）需要更多传感器，特别是安全方面MEMS传感器在汽车应用中的优势：成本、性能、可靠、轻应用位置：安全气囊、ABS制动、测速、防撞、发动机燃烧状态、减振等主要应用产品：MEMS加速度传感器、MEMS压力传感器主要用途发动机控制和传动系统。例如：流量绝对压力测量，气压测量，排气回流测量，燃料压力测量。悬挂/制

7、动和牵引控制系统。例如：轮胎压力监测，主动悬挂液压测量。驾驶与乘座环境控制系统。例如：座椅腰部支撑压力测量，空调控制压力传感器压力传感器在汽车中的应用安全气囊加速度传感器在汽车中的应用工作范围0-±50g安装位置：汽车发生碰撞时受到挤压的部位/非挤压的区域悬挂系统测量范围为0-2g。暴露恶劣环境中，需复杂封装，价格高于安全气囊的加速度计防锁定制动系统（anti-lockbrakingsystem）用于中档和高档的汽车典型汽车用产品加速度传感器在汽车中的应用1991年AD（AnalogDevices）公司生产出的第一个

8、商用多晶硅表面微机械电容式加速度计AXDL-501995年美国的AD公司生产制造了5g的低加速度值汽车用加速度计九十年代初ADI的气囊微加速度计三、MEMS在生化、医学上的应用作用：替代器官植入体内量微手术微量检测医学成像MEMS的优势：微型特别适合体内、细胞尺度的作用产品形式特点：具体开发，形式多样心脏起搏器/人工心脏耳蜗植入/MEMS替代有