新代办

MEMS 加工-小体积巨大效应

围观:40

MEMS 加工-小体积巨大效应

MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)加工技术是利用微加工技术将微机电系统的结构和元器件制造在微米甚至亚微米级别上,它将机械领域、电气领域、光学领域等不同领域的技术融合在一起,将传感器和执行器结合在一起形成一种新型的集成微系统。MEMS 的出现,为国防、航空航天、电子、医疗、环保、汽车等领域提供了一个巨大的市场,同时也给我们带来了更多可能性。

MEMS 制造技术的现状

MEMS 技术的核心是“微加工”,微加工是指在微米尺度上进行机械切削、磨削、冲压、刻蚀及阳极氧化等加工方式。常用的微加工技术包括光刻、电子束光刻、X 射线刻蚀、离子束加工、激光加工、等离子刻蚀等。当前,MEMS 技术已经发展到第三代,最新的 MEMS 制造技术有以下几个方面的特点:

1. 小型化:各器件在细节、密度上具备非常优秀的细节表现能力。

2. 整合化:多个器件集成在一起形成一个完整的微系统,降低系统的成本,减小系统占用面积。

3. 智能化:通过微控制、微传感器、微执行器,实现对现实信息的感知、处理和控制。

4. 全面化:MEMS应用范围不断扩大,从传统的光学传感器、机械传感器到高频率体感器等,应用场景将越来越广泛。

MEMS 的应用前景

MEMS 制造技术可以制造非常小的机械器件和电子元器件,可以制造出晶圆大小的微系统,广泛应用于多领域,特别是军工、医疗、环保和通讯领域。

1. 军工: MEMS 制造技术在军工制造领域中具有重要地位,如战场信息采集装备、光学导弹引导系统、射频集成电路和雷达探测器等方面。特别在导弹、飞机、坦克等装备上的应用,使现代军事装备在精确制导、检测环境、信息采集、目标控制等方面取得了优势。

2. 医疗:MEMS 技术在医疗领域的应用,主要有体内和体外两个方面。在体内方面, MEMS 制造技术可以制作出大小只有几毫米的药物输送器、心脏起博器、可植入传感器等,可以对疾病的治疗和监测提供更为便利和准确的手段。在体外方面, MEMS 可以制作成尺寸更小的血液分析仪器、手术机器人等医用仪器。

3. 环保: MEMS 技术在环保领域中的应用主要是指监测和控制,如可植入式氧气传感器、气体检测仪、水质分析仪等设备,利用 MEMS 技术监测环境污染,管控环境质量。

4. 通讯:MEMS 技术在通讯领域的应用主要是指手机、智能手表等互联设备的加速度传感器、声波传感器、万用表等智能检测设备,MEMS 技术可以使得这些设备更轻薄,功能性更强。

MEMS 制造技术在纳米材料领域的应用

目前,MEMS 制造技术和纳米材料技术正在紧密结合,特别是在纳米材料的生长、制备、修饰、加工和应用等领域,MEMS 技术形成了很好的配合。如:制备纳米微流控芯片、制备基于 纳米电子 的传感器、制备基于片上操控的纳米结构等等。

结尾

MEMS 制造技术不仅仅只是一项技术,它还是一个跨学科的领域,涉及到机械学、电气学、材料学、光学学、电化学、生物学等多个学科领域,今后 MEMS 技术将会是一个发展空间较大且未来性很好的行业,它将对人类的生产、生活和国家的发展产生深远的影响。