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详解MEMS的材料及制造加工技术

发布时间:2020-03-24 11:18:57 观看次数:145

微机电系统(Microelectromechanical Systems,缩写为 MEMS)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术,它的操作范围在微米范围内。微机电系统在日本被称作微机械(micromachines),在欧洲被称作微系统技术(Micro Systems Technology,MST)。

微机电设备的尺寸通常在20微米到一毫米之间,它们内部通常包含一个微处理器和若干获取外界信息的微型传感器。微机电系统的加工技术由半导体加工技术改造而来,使其可以应用到实际当中,而后者一般用来制造电子设备。微机电系统有多种原材料和制造技术,根据应用、市场等性能需求的不同进行选择。

一、MEMS的材料

1、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。

2、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,比如可携测血设备等。

3、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。

二、MEMS加工技术

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