【2017年整理】微机电系统.ppt

微机电系统(概论);目 录 ;1 MEMS简介;发展;主要特点;MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。 ;;;2 MEMS典型器件;MEMS典型器件-微机械陀螺仪;典型MEMS器件介绍-微机械陀螺仪;主要特点;典型MEMS器件介绍-微机械陀螺仪;2 微马达;研究生系列课程-半导体微纳加工技术;研究生系列课程-半导体微纳加工技术;2 静电电动机具有结构简单，空载转速高的优点，但也有功率小，启动难等缺点。目前，各发达国家竞相开发静电电动机并且已经取得了一些阶段性进展。;3 MEMS传感器;MEMS器件在汽车业中的应用（包括微陀螺、加速度计、压力传感器）;典型MEMS器件介绍-MEMS压力传感器;典型MEMS器件介绍-MEMS压力传感器;典型MEMS器件介绍-MEMS压力传感器;4光学MEMS;光学MEMS的主要应用领域包括： 1）光通信应用：可调光衰减器（VOA）、光开关及光开关阵列、可重构光学上/下路复用器（ROADM）、动态增益均衡器（DGE）、可调谐激光器（TL）、可调谐滤波器（TOF）、可调色散补偿器（TDC）等； 2）光显示：数字微镜（DMD）、激光投影、平板显示器； 3）智能移动终端：光学微投影（pico-projector）、微显示、光学自动变焦； 4）光传感：红外传感器、光纤传感器、光谱分析仪器、光编码器等； 5）微光学元件：衍射光栅、衍射光学透镜、自适应光学器件、微型原子腔、近场光学器件、光电子集成器件、纳米光子学器件等； 6）光学加工制造：无掩膜光刻、压印/模压制造、光学封装等。 ;光刻;微型光学元件;微透镜是指微小透镜,通常其直径为10um到lmm级。由这些小透镜排成的阵列,叫微透镜阵列,微透镜阵列以前主要用于摄像器件,显示器件(投影显示)中。用于摄像器件中的微透镜阵列,主要作用是扩大有效开口率,提高摄像器件灵敏度,用于显示中的微透镜阵列,主要是扩大光的利用率,提高亮度,目前微透镜阵列,常用于计算机间的接续,光通信机的接续等。接续时,常和半导体微光,光阵列,光二极管阵列等结合。一句话,微透镜阵列,今后主要用于计算机和光纤通信机的接续。将成为信息化、多媒体化时代的重要部件。; 在光学信息存储系统中，光盘读取头影响存储密度和读取速度，决定整个系统性能的好坏。采用微机械制造的光盘读取头，可大大降低光学读取头是价格和中连、重量，定位速度和读取速度也显著提高。图为读取原理示意图;  微机械2?2光开关 微机械2 ?2光开关; 数字微镜装置可被用来作投影显示器（DMD）。图示为美国TI公司研制的DMD，它通过可以旋转?10?的扭转镜来完成投影显示的。微镜通过支撑柱和扭转梁悬于基片上，每个微镜下都有驱动电极，在下电极与微镜间加一定的电压，静电力使微镜倾斜输入光被反射至镜头、投影到屏幕上。未加电压的微镜处的光线反射至镜头外。这样，微镜使每点产生明暗，投影出图象。;5 微型机器人;微机器人系统的组成;2015年机器人自动化国际学术研讨会上，一种只有硬币大小的微型折“纸”机器人引来了众多与会者的关注。; 首尔国立大学的工程师团队研发出了一种可在水面跳跃的机器人。为了赋予机器人这种能力，该团队的工程师研究了水黾的生物结构。;微型机器人发展中面临的问题;其他;MEMS摄像头;MEMS振荡器;仿学中的应用（仿生纤毛）;MEMS已在空间超微型卫星上得到应用 ,该卫星外形尺寸为 2. 54 cm ×7. 62 cm ×10. 6 cm,重量仅为 250 g 。2000年 1月 ,发射的两颗试验小卫星是证明空基防御能力增强的一个范例。对小卫星试验来说幸运的是 ,因其飞行寿命短 ,所以 ,暴露在宇宙辐射之下并不是关键问题。小卫星上基于硅的 RF开关在太空应用中表现出优异的性能 ,这得益于它的超微小尺寸。作为一个在海上应用的实例 ,MEMS引信 /保险和引爆半导体,微电子,集成电路,IC,工艺,设计,器件,封装,测试, F/SA 装置已成功地用于潜艇鱼雷对抗武器上。引信 /保险和引爆装置的工作包括 3个独立步骤:发射鱼雷后 ,解除炸药保险、引爆 引信 和防止在不正确时间爆炸 保险 。使用镀有金属层的硅结合巧妙的封装技术 ,MEMS F/SA器件要比传统的装置小 1个数量级 ,可安装在 15. 88 cm的鱼雷上 ,这是其他方法做不到的 . ;各种不同用途的微流控芯片;BioMEMS;典型MEMS器件介绍-MEMS麦克风;总结;研究与挑战;国内研