物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。EBL设备制备纳米级超透镜器件的原理是什么?福建国产MEMS微纳米加工
MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。 MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。MEMS是一个单独的智能系统,可大批量生产,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。例如,常见的MEMS产品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微机电系统在国民经济和更高级别的系统方面将有着广泛的应用前景。主要民用领域是电子、医学、工业、汽车和航空航天系统。福建多功能MEMS微纳米加工基于柔性PI材料的MEMS太赫兹超表面器件在military project领域和生物科技上应用非常有前景。
MEMS主要材料: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MEMS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、光刻、和蚀刻的方法来让它形成各种需要的结构。
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:
高深宽比:硅蚀刻工艺通常需要处理高深宽比的问题,如应用在回转仪(gyroscopes)及硬盘机的读取头等微机电组件即为此例。另外,此高深宽比的特性也是发展下一代晶圆级的高密度构造连接上的解决方案。考虑到有关高深宽比的主要问题,是等离子进出蚀刻反应区的状况:包括蚀刻剂进入蚀刻接口的困难程度(可借助离子击穿高分子蔽覆层实现),以及反应副产品受制于孔洞中无法脱离。在一般的等离子压力条件下,离子的准直性(loncollimation)运动本身就会将高深宽比限制在约50:1。另外,随着具线宽深度特征离子的大量转移,这些细微变化可能会改变蚀刻过程中的轮廓。一般说来,随着蚀刻深度加深,蚀刻剂成分会减少。导致过多的高分子聚合反应,和蚀刻出渐窄的线宽。针对上述问题,设备制造商已发展出随着蚀刻深度加深,在工艺条件下逐渐加强的硬件及工艺,这样即可补偿蚀刻剂在大量离子迁徙的变化所造成的影响。 MEMS常见的产品-声学传感器。
MEMS传感器的主要应用领域有哪些?
2、汽车MEMS压力传感器主要应用在测量气囊压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力及轮胎压力。这种传感器用单晶硅作材料,以采用MEMS技术在材料中间制作成力敏膜片,然后在膜片上扩散杂质形成四只应变电阻,再以惠斯顿电桥方式将应变电阻连接成电路,来获得高灵敏度。车用MEMS压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式等几种常见的形式。而MEMS加速度计的原理是基于牛顿的经典力学定律,通常由悬挂系统和检测质量组成,通过微硅质量块的偏移实现对加速度的检测,主要用于汽车安全气囊系统、防滑系统、汽车导航系统和防盗系统等,除了有电容式、压阻式以外,MEMS加速度计还有压电式、隧道电流型、谐振式和热电偶式等形式。 以PI为特色的柔性电子在太赫兹超表面器件上的应用很广。浙江MEMS微纳米加工平台
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运动追踪在运动员的日常训练中,MEMS传感器可以用来进行3D人体运动测量,通过基于声学TOF,或者基于光学的TOF技术,对每一个动作进行记录,教练们对结果分析,反复比较,以便提高运动员的成绩。随着MEMS技术的进一步发展,MEMS传感器的价格也会随着降低,这在大众健身房中也可以广泛应用。在滑雪方面,3D运动追踪中的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪以及GPS可以让使用者获得极精确的观察能力,除了可提供滑雪板的移动数据外,还可以记录使用者的位置和距离。在冲浪方面也是如此,安装在冲浪板上的3D运动追踪,可以记录海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温以及消耗的热量等信息。 福建国产MEMS微纳米加工