大部分用户对汽车、打印机内的MEMS无感,这些器件与用户中间经过了数层中介。但是可穿戴/直接与用户接触,提升消费者科技感,更受年轻用户喜爱,例子可见Fitbit等健身手环。该领域重要的主要有三大块:消费、健康及工业,我们在此主要讨论更受关注的前两者。消费领域的产品包含之前提到的健身手环,还有智能手表等。健康领域,即医疗领域,主要包括诊断,监测和护理。比如助听、指标检测(如血压、血糖水平),体态监测。MEMS几乎可以实现人体所有感官功能,包括视觉、听觉、味觉、嗅觉(如Honeywell电子鼻)、触觉等,各类健康指标可通过结合MEMS与生物化学进行监测。MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测。广东MEMS微纳米加工图片
加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。上海采用MEMS加工的MEMS微纳米加工MEMS的柔性电极是什么?
MEMS的采样精度,速度,适用性都可以达到较高水平,同时由于其体积优势可直接植入人体,是医疗辅助设备中关键的组成部分。传统大型医疗器械优势明显,精度高,但价格昂贵,普及难度较大,且一般一台设备只完成单一功能。相比之下,某些医疗目标可以通过MEMS技术,利用其体积小的优势,深入接触测量目标,在达到一定的精度下,降低成本,完成多重功能的整合。以近期所了解的一些MEMS项目为例,通过MEMS生物传感器对体内某些指标进行测量,同时MEMS执行器(actuator)可直接作用于病变组织进行更直接的医疗,同时系统可以通过MEMS能量收集器进行无线供电,多组单元可以通过MEMS通信器进行信息传输。个人认为,MEMS医疗前景广阔,不过离成熟运用还有不短的距离,尤其考虑到技术难度,可靠性,人体安全等。
新材料或将成为国产MEMS发展的新机会。截止到目前,硅基MEMS发展已经有40多年的发展历程,如何提高产品性能、降低成本是全球企业都在思考的问题,而基于新材料的MEMS器件则成为摆在眼前的大奶酪,PZT、氮化铝、氧化钒、锗等新材料MEMS器件的研究正在进行中,抢先一步投入应用,将是国产MEMS弯道超车的好时机。另外,将多种单一功能传感器组合成多功能合一的传感器模组,再进行集成一体化,也是MEMS产业新机会。提高自主创新意识,加强创新能力,也不是那么的遥远。MEMS微纳米加工的未来发展是什么?
MEMS制作工艺柔性电子的常用材料:
碳纳米管(CNT)由于其高的本征载流子迁移率,导电性和机械灵活性而成为用于柔性电子学的有前途的材料,既作为场效应晶体管(FET)中的沟道材料又作为透明电极。管状碳基纳米结构可以被设想成石墨烯卷成一个无缝的圆柱体,它们独特的性质使其成为理想的候选材料。因为它们具有高的固有载流子迁移率和电导率,机械灵活性以及低成本生产的潜力。另一方面,薄膜基碳纳米管设备为实现商业化提供了一条实用途径。 MEMS被认为是21世纪很有前途的技术之一。多功能MEMS微纳米加工产业化
MEMS声表面波(即SAW)器件是什么?广东MEMS微纳米加工图片
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。 广东MEMS微纳米加工图片