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微机电系统(MEMS)加工及技术基础

高工
2014-06-12 10:31:32    评分

  微机电系统

  微机电系统技术统有多种原材料和制造技术,选择条件是系统的应用、市场等等。

  硅 

 硅是用来制造集成电路的主要原材料。由于在电子工业中已经有许多实用硅制造极小的结构的经验,硅也是微机电系统非常常用的原材料。硅的物质特性也有一定的优点。单晶体的硅遵守胡克定律,几乎没有弹性滞后的现象,因此几乎不耗能,其运动特性非常可靠。此外硅不易折断,因此非常可靠,其使用周期可以达到上兆次。一般微机电系统的生产方式是在基质上堆积物质层,然后使用平板印刷和蚀刻的方法来让它形成各种需要的结构。

  表面微加工

  表面微加工是在硅芯片上沉积多晶硅然后进行加工。

  深层刻蚀

  深层刻蚀如深层反应离子刻蚀技术向硅芯片内部刻蚀。刻蚀到芯片内部的一个牺牲层。这个牺牲层在刻蚀完成后被腐蚀掉,这样本来埋在芯片内部的结构就可以自由运动了。

  体型微加工

  体型微加工与深层刻蚀类似,是另一种去除硅的方法。一般体型微加工使用碱性溶液如氢氧化钾来腐蚀平板印刷后留下来的硅。这些碱溶液腐蚀时的相对各向异性非常强,沿一定的晶体方向的腐蚀速度比其它的高1000倍。这样的过程往往用来腐蚀v状的沟。假如选择的原材料的晶向足够精确的话这样的沟的边可以非常平。

  高分子材料

  虽然电子工业对硅加工的经验是非常丰富和宝贵的,并提供了很大的经济性,但是纯的硅依然是非常昂贵的。高分子材料非常便宜,而且其性能各种各样。使用注射成形、压花、立体光固化成形等技术也可以使用高分子材料制造微机电系统,这样的系统尤其有利于微液体应用,比如可携测血装置等。

  金属

  金属也可以用来制造微机电系统。虽然比起硅来金属缺乏其良好的机械特性,但是在金属的适用范围内它非常可靠。

  技术基础

  MEMS的技术基础可以分为以下几个方面:  (1)设计与仿真技术;  (2)材料与加工技术  (3)封装与装配技术;  (4)测量与测试技术;  (5)集成与系统技术等。




关键词: 微机电系统     MEMS    

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