什么是MEMS微机电系统?
微机电系统(MEMS)是一种技术,最普遍的形式可以定义为使用微加工技术制造的微型化机械和电子机械元件(即设备和结构),MEMS装置的尺寸一般在微米甚至是纳米级。同样,MEMS装置的类型可以是没有运动元件的相对简单的结构,还可以是集成微电子控制下具有多个运动元件的极其复杂的机电系统。MEMS的一个主要标准是,无论元件是否可以移动,至少有一些元件具有某种机械功能。
MEMS微机电系统应用:
用于测量加速度的MEMS加速度传感器;用于控制气体和液体流动的微阀门;用于重定向或调制光束的光开关和反射镜;用于显示的独立控制微镜阵列;用于许多不同应用的微谐振器;用于产生正流体压力的微泵;用于调节翼型上的气流的微襟翼等等。
令人惊讶的是,尽管这些微致动器非常小,但它们经常会在宏观层面上产生影响,也就是说,这些微小的执行器可以完成比它们本身尺寸大得多的机械的工作。例如,研究人员已经在飞机机翼的前缘放置了小型微致动器,并能够只用这些微型设备来控制飞机。
通过利用微传感器和微执行器的感知和控制能力来增强微电子的计算能力,这将使智能产品的开发成为可能。可以将微电子集成电路视为系统的“大脑”,而MEMS通过“眼睛”和“手臂”增强“感知”能力,使微系统能够感知和控制环境。传感器通过测量机械、热、生物、化学、光学和磁现象从环境中收集信息,然后,电子设备处理从传感器获得的信息,并指导执行器通过移动、定位、调节、泵送和过滤做出响应,从而控制环境以达到某些预期的结果或目的。
此外,由于MEMS器件是使用类似于ICS的批量制造技术制造的,因此可以以相对较低的成本将前所未有的功能、可靠性和复杂性放置在小型硅芯片上。无论在其预期的应用领域,以及设备的设计和制造方式上,MEMS技术都极为多样化和丰富。