微型机械系统

微机电系统制造工艺史微机电系统（Micro Electro-Me-chanical Systems，MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。

微机电系统是微米大小的机械系统，其中也包括不同形状的三维平板印刷产生的系统。

这些系统的大小一般在微米到毫米之间。

在这个大小范围中日常的物理经验往往不适用。

比如由于微机电系统的面积对体积比比一般日常生活中的机械系统要大得多，其表面现象如静电、润湿等比体积现象如惯性或热容量等要重要。

它们一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。

其中包括更改的硅加工方法如压延、电镀、湿蚀刻、干蚀刻、电火花加工等等。

①微机电系统制造发展历程：19世纪照相制版;1951年显像管遮蔽屏(美国RCA公司)(光学应用);1952年表面微加工专利2749598(美);1954年压阻效应;1962年晶体的异向腐蚀;1963年半导体压力计(日本丰田中央研究所);1967年振动门晶体管(美国Westinghouse公司)(牺牲层腐蚀);1968年阳极键合(美国Mallory公司);1969年基于掺杂浓度的腐蚀;1970年硅微电极(斯坦福大学);1973年内窥镜用硅压力传感器(斯坦福大学);1974年集成气相质谱仪(斯坦福大学);1979年集成压力传感器(密西根大学);1982年LIGA工艺(德国原子力研究所);1986年硅反馈式加速度计(瑞士CSEM);1986年集成流量控制器(日本东北大学);1987年微齿轮等(美国加州大学伯克利分校，贝尔研究所);1987年微静电微马达(加州大学伯克利分校，Yu-Chong Tai，Long-Sheng Fan)。

发展阶段：硅微传感器阶段：1963年日本丰田研究中心制作出硅微压力传感器。

微机电系统结构
微机电系统（MEMS）是一种将微电子技术与机械工程结合的微型系统。

它的结构主要包括以下几个部分：
1.微传感器：这是MEMS的最基本组成部分，用于感知外部信号，如温度、
压力、声音等，并将其转换为可处理的电信号。

2.微执行器：这是MEMS的另一重要组成部分，负责将电能转换为机械能，
以实现驱动、控制等功能。

3.信号处理电路：为了对微传感器采集的信号进行处理，MEMS还包括相应
的信号处理电路，以便对信号进行放大、滤波、模数转换等处理。

4.通信接口：MEMS系统通常还需要一个通信接口，以便将MEMS传感器采
集的数据传输到外部设备或系统中。

5.电源：为使MEMS系统正常工作，通常需要为其提供电源。

这可以是内部
电池，也可以是外部电源。

6.封装：MEMS系统需要进行封装，以保护其内部的微机械结构和电路等免
受外界环境的影响。

封装可以采用各种材料和技术，以满足不同的应用需求。

MEMS系统的结构可以根据需要进行定制，以满足特定的应用需求。

其微型化的特点使得MEMS在许多领域都具有广泛的应用前景，如汽车、医疗、航空航天等。

微电子机械系统MEMS概述微电子机械系统（Micro-electromechanical Systems, MEMS）是一种将电子技术与机械工程相结合的技术领域，通过制造微尺度的电子器件和机械系统，可以实现微小化、集成化和高性能的微型设备。

MEMS用于制造传感器、执行器和微操纵系统等微型装置，已经广泛应用于通信、汽车、医疗、军事和消费电子等领域。

MEMS的核心技术包括微纳加工技术、传感器技术和微机电系统技术。

微纳加工技术是MEMS制造的基础，主要包括光刻、薄膜沉积、离子刻蚀、扩散和薄膜技术等。

这些技术可以制造出微米甚至纳米级别的微型结构和器件。

传感器技术是MEMS的重要应用领域之一，利用微型传感器可以实现对温度、压力、流量、位移、加速度和姿态等物理量的检测和测量。

而微机电系统技术则是将传感器和执行器等微型装置集成在一起，实现自动化控制和微操纵的功能。

MEMS具有以下几个显著的特点：微小化、集成化、多功能和低成本。

微小化可以实现高密度的集成和高灵敏度的检测，同时降低设备的功耗和重量。

而集成化可以将多个功能模块集成在一个芯片上，提高了系统性能和可靠性，同时减少了系统的体积和重量。

多功能则是指MEMS可以同时实现多种功能，如传感、处理和控制等。

此外，由于MEMS采用的是集成化的制造工艺，可以大规模制造，降低了生产成本，为大规模应用提供了可能。

MEMS在各个领域的应用也越来越广泛。

在通信领域，MEMS技术可以制造微型光机械开关，用于光通信网络的光信号调控和光路径选择。

在汽车领域，MEMS技术可以制造出压力传感器、加速度传感器和姿态传感器等，用于车辆的安全控制系统和车载导航系统。

在医疗领域，MEMS技术可以制造出微型生物传感器，用于检测体内的生物信号，如血压、血氧和葡萄糖等。

在军事领域，MEMS技术可以制造微型化的惯性导航系统和气体传感器，应用于导弹制导系统和化学生物探测等。

在消费电子领域，MEMS技术可以制造微型微镜头和投影显示器，应用于智能手机、平板电脑和智能手表等。

微机电系统技术及应用微机电系统技术（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）是指一种集成微型机械、电子和计算机技术的系统，它利用微型加工技术将传感器、执行器和电子元器件等多种功能集成到一个芯片上，从而实现在微小空间内进行感测、信号处理和控制的复杂系统。

自20世纪80年代以来，MEMS技术在各个领域得到了广泛的应用，成为现代科技进步的重要方向之一。

一、MEMS技术的基本原理MEMS技术的实现基于微机械制造技术，即利用光刻、蚀刻、离子注入、薄膜沉积、微调工艺等多种微加工技术，在硅基底板上制造出微型机械和微型电子元器件，将它们集成在一起实现控制系统的复杂功能。

常见的MEMS元件包括传感器和执行器两类。

传感器一般是将物理量转换成电信号输出的元件，MEMS传感器主要有压力传感器、加速度传感器、角速度传感器、温度传感器、化学传感器等，它们的结构和工作原理各不相同。

以加速度传感器为例，它主要是通过微型悬臂等结构感受加速度的作用，在振动部件上加上感应电极，利用柔性连接器将机械运动转化成电信号输出。

执行器是将电信号转换成物理运动的设备，MEMS执行器主要有微型电机、微泵、微阀门和微喷头等。

以微型电机为例，它主要包括固定部件和旋转部件，其结构具有一定的复杂性。

电机的旋转部件通常采用转子-定子结构，采用MEMS技术可以制造出特殊形状的转子并将其悬挂在薄膜支撑结构上，转子与定子之间通过电容传感器实现控制，电容传感器输出的信号被用于控制电机的转速和方向。

二、MEMS技术的应用领域MEMS技术的应用范围非常广泛，包括空间、军事、医疗、汽车、电子信息等多个领域，在以下几个方面得到了广泛应用。

1.传感器MEMS传感器可以感测体积小、重量轻、功耗低、响应速度快、精度高等诸多优点，使之成为传感器领域的重要技术。

它广泛应用于汽车行业、工业自动化控制、医疗设备等领域，如安全气囊用于汽车碰撞检测、指纹识别传感器、手机加速度传感器等。

微机电系统在航空航天领域中的应用研究微机电系统（MEMS）是一种小型化、多功能化的微型机械和电学元件系统，其尺寸通常在微米到毫米的范围内。

MICRO-Electro-Mechanical Systems（微机电系统）是一个新兴的交叉学科领域，它不仅涉及微机械工程和电学工程，还涉及材料科学、力学工程、光学、生物医学工程等领域。

在航空航天领域，MEMS 的应用研究具有广阔的前景和巨大的潜力。

一、MEMS在航空航天领域的应用1. 惯性导航系统MEMS惯性导航系统是一种集成MEMS加速度计和MEMS陀螺仪的惯性导航系统。

该系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、抗振动能力强等特点，可以实现飞行器的精确定位、姿态控制和目标跟踪等功能。

2. 气动力测试MEMS气动力测试是一种利用MEMS传感器进行气动力性能测试的技术。

通过在飞机模型上安装MEMS压力传感器，实时测量飞机表面的气动力参数，从而优化飞机外形设计，提高飞行性能和安全性。

3. 空气质量检测MEMS空气质量检测是一种利用MEMS传感器对空气中的温度、湿度、气压、气体浓度和颗粒物浓度等参数进行实时监测的技术。

该技术可以用于飞机内部环境的监测和控制，确保航空器内部空气质量合格，保障旅客健康安全。

4. 压力传感MEMS压力传感是一种利用MEMS传感器对飞机机舱、燃料系统、液压系统等关键部位的液压压力进行实时监测的技术。

通过对液压系统进行实时监测，可以及时发现并处理液压系统故障，提高飞机系统的可靠性和安全性。

二、MEMS在航空航天领域的研究和发展方向1. 新型MEMS传感器的研制目前，MEMS传感器的研制主要集中在加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等方面。

未来的研究方向将扩展到温度、湿度、气体浓度和颗粒物浓度等环境参数的实时监测。

2. MEMS技术在航空航天领域的融合创新MEMS技术可以与光学、纳米技术、智能材料等相关领域的技术相结合，形成更加完备的航空航天领域传感和控制系统。

微型机电系统技术及应用研究一、微型机电系统技术的概述微型机电系统（MEMS）是一种结合微电子技术和机械工程学的新型领域，其通过微型化的设计和制造技术，将传统机械结构和微电子器件相结合，形成了微小的机电一体化系统。

微型机电系统技术是一门综合性技术，涵盖了微电子、纳米技术、微流体技术、光学技术、机电一体化技术等多个学科的知识。

它主要应用于机械传感器、微型电子器件、模拟信号处理器、微型加速度计等领域。

二、微型机电系统技术的工艺流程（一）MEMS芯片的设计MEMS芯片的设计过程是从需求分析、系统设计、器件设计、工艺设计、布图设计等方面入手进行的。

需要建立实体模型、分析模型，进行仿真和测试，并不断优化和改进设计。

（二）MEMS芯片的制造MEMS芯片的制造过程一般包括深度反相模法、LIGA工艺、光刻、涂覆、光阻显影、等离子刻蚀、熔合碳化硅、薄膜沉积、蚀刻等多个步骤。

（三）MEMS芯片的封装MEMS芯片的封装是保护器件、连接器件与外部电路的必要措施。

封装过程可以分为晶圆封装和单晶封装两种方式，包括封装底座、焊接、固定器件等多个步骤。

三、微型机电系统技术的应用研究（一）机械传感器微型机械传感器是MEMS技术应用最为广泛的领域，目前已广泛用于医疗、环境、军事、交通等领域。

例如，在医疗领域中，MEMS传感器可用于实时监测病人的脉搏、血压和呼吸等生命体征，为医护人员提供即时的信息。

（二）微型电子器件微型电子器件是MEMS技术的另一个重要应用方向，包括MEMS振荡器、MEMS电容器等。

这些器件的微型化和集成化将会使一些电子设备大幅度缩小，例如手机和手表等。

（三）模拟信号处理器模拟信号处理器是利用MEMS技术构建的一种新型信号处理器，可以将模拟信号进行转换、增强和分析等处理，广泛应用于工业自动化、环境监测、生命科学等领域。

（四）微型加速度计微型加速度计是MEMS技术在工业领域中的应用之一，可以实现对工业设备振动、冲击等数据的监测和控制，对于提高设备的精度和可靠性有非常重要的作用。

MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。

MEMS 是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。

MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。

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。

MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。

目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。

大多数工业观察家预测，未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势，年平均增加率约为18%，因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。

MEMS是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。

采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。

采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。

mems微机电系统名词解释MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）是一种集成微型机械、电子与传感器功能于一身的微型设备。

它结合了传统的机械制造技术、半导体工艺和微纳米技术，将微型机械部件、传感器、电子电路以及微纳加工技术集成在一个晶圆上，以实现微型化、多功能化和集成化的目标。

以下是一些与MEMS相关的名词解释：1. 传感器（Sensor）：一种能够感知并转换外部物理量、化学量或生物量的设备，可以将感应到的物理量转化为电信号。

2. 执行器（Actuator）：一种能够接收电信号并将其转化为相应的机械运动的设备，用来实现对外界的控制或作用。

3. 微型机械（Micro-Mechanical）：指尺寸在微米或纳米级别的机械部件，由微细加工技术制造而成，具有微小、精确和高效的特点。

4. 纳米技术（Nanotechnology）：一种研究和应用物质在纳米尺度下的特性、制备和操作的技术，常用于MEMS器件的加工制造。

5. 惯性传感器（Inertial Sensor）：一种基于测量物体运动状态和变化的MEMS传感器，如加速度计和陀螺仪。

6. 压力传感器（Pressure Sensor）：一种可以测量气体或液体压力的MEMS传感器，常用于汽车、医疗、工业等领域。

7. 加速度计（Accelerometer）：一种测量物体在空间中加速度的MEMS传感器，常用于移动设备、运动检测等应用。

8. 微镜（Micro-Mirror）：一种利用MEMS技术制造的微型反射镜，通常用于显示、成像和光学通信等应用。

9. 微流体器件（Microfluidic Device）：一种用于实现微小流体控制的MEMS器件，常用于生化分析、药物传递和微生物学研究等领域。

10. 无线传感器网络（Wireless Sensor Network）：一种由多个分布式的MEMS传感器节点组成的网络系统，可以实现对环境信息的实时采集、处理和通信。

微机电系统的设计与制造一、引言微机电系统指的是利用微加工技术、微电子技术、微机电传感器技术等多种技术手段，将微小机械结构、电路、感应器件、电影片等多种微观部件集成于某些芯片上，形成一种微型机械系统。

微机电系统具有结构精细、响应灵敏、功耗低等特点，在医学、环保、通讯等领域具有广泛的应用前景。

二、设计流程微机电系统设计分为前端设计和后端设计两个阶段。

1.前端设计：前端设计主要是进行初始概念设计、设计评估和需求分析等工作。

主要内容包括：（1）系统功能和性能规格的确定：要对系统的功能和性能作出明确的规格要求。

这些规格要求必须能够确保系统能够实现预期的功能。

（2）系统结构设计：要根据系统的功能、性能规格要求以及应用环境等因素，设计出系统的结构框架，并建立相应的模型。

（3）模拟与仿真：在前端设计阶段，要进行模拟与仿真工作，以验证系统结构设计的正确性和可行性。

2.后端设计：后端设计是指在前端设计完成之后，进行硬件设计、软件设计、制造和测试等工作。

主要内容包括：（1）硬件设计：根据前端设计阶段中得到的系统结构框架，进行电路设计和布板设计。

（2）软件设计：根据系统功能和性能规格要求，设计专门的软件程序和控制算法。

（3）制造和测试：利用微加工技术等技术手段，进行微机电结构的制造；对制造出的结构进行测试，并对测试结果进行分析和评估。

三、制造流程微机电系统的制造涉及到化学加工、物理加工、微电子加工等多种加工技术。

微机电系统的制造流程包括以下几个环节：1.晶圆制备：利用微电子加工技术，在晶片上制备出微机电传感器和电路等结构。

2.前处理：用粗加工技术，如光刻、腐蚀等方法进行表面处理。

3.中间处理：采用细加工技术，如离子束刻蚀、等离子体蚀刻等方法进行加工。

4.后处理：对前两个步骤得到的制品进行表面涂层、并进行切割和抛光等处理。

5.装配：对制品进行装配组装，并对整个微机电系统进行测试。

四、应用领域微机电系统是近年来发展迅速的技术领域，其应用领域主要包括：1.医学领域：微机电系统可以用于生物传感器、微流体芯片、可植入医疗器械等诸多应用领域，例如纳米药物输送系统、人工耳蜗、生物芯片等。

微机电系统MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems，即微型机械电子系统。

MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。

微机电系统以飞快的速度发展成为一个集微型机械、微传感器、微能源、微制动器、微控制器、微执行器、信号处理和智能控制于一体的新兴研究领域[1]。

现在有许多微机电产品应用于生物医学、汽车工业、航空航天、环境监测等领域[2]。

目前，MEMS的相关技术主要有：微系统设计技术：主要是微结构设计有限元和边界分析、CAD/CAM仿真和模拟技术、微系统建模等，还有微小型化的尺寸效应和微小型理论基础研究等课题，如：力的尺寸效应、微结构表面效应、微观摩擦机理、热传导、误差效应和微构件材料性能等；微细加工技术：主要指高深度比多层微结构的硅表面加工和体加工技术，利用X 射线光刻、电铸的LIGA和利用紫外线的准LIGA加工技术[3]；微结构特种精密加工技术包括微火花加工、能束加工、立体光刻成形加工；特殊材料特别是功能材料微结构的加工技术；微型器件组装和装配技术：主要指粘接材料的粘接、硅玻璃静电封接、硅硅键合技术和自对准组装技术，具有三维可动部件的封装技术、真空封装技术等新封装技术[4]；微系统的表征和测试技术：主要有结构材料特性测试技术，微小力学、电学等物理量的测量技术，微型器件和微型系统性能的表征和测试技术，微型系统动态特性测试技术，微型器件和微型系统可靠性的测量与评价技术。

下面介绍几种微机电技术的应用：日本的一名学者按照结构尺寸对微机械系统作了如下分类[5]：小型机械，机构尺寸1至100毫米；微型机械，10微米至1毫米；超微型机械，10微米以下。

微操作机器人的体积不一定很小，一般都很大，属于宏观范围，但它的操作水平却能达到非常高的精度，处于微观范围。

1.1 微型机器人机器人自从问世以来，科学家们一直不断地在潜心研究，意在扩大机器人的应用领域，微型机器人应运而生。

2023年微机电系统行业市场环境分析微机电系统（MEMS）是一种将微型机械、电子、光学和传感器等技术集成到一个芯片上，用于控制、检测和执行机械和电气功能的技术。

MEMS技术应用广泛，包括汽车、医疗、军事、航空航天、工业、消费电子等多个领域。

随着科技的不断发展，MEMS行业将面临着市场环境的变化，分析其市场环境是非常必要的。

本文将从市场需求、竞争环境和政策环境三个方面对MEMS行业的市场环境进行分析。

一、市场需求MEMS技术在多个领域都有广泛的应用，其市场需求日益增长。

随着传感器和控制系统的不断完善，MEMS技术在汽车行业中的应用将逐步扩展。

根据市场研究机构的预测，到2025年，MEMS传感器市场规模将达到120亿美元，其中汽车领域的市场需求将达到40亿美元以上。

同时，随着智能手机、智能手表等智能设备的普及，MEMS在消费电子市场中的应用也将持续增加。

二、竞争环境MEMS技术的应用越来越广泛，市场竞争也越来越激烈。

MEMS行业中，除了传统的芯片制造商外，还崛起了一批专门从事MEMS技术开发和制造的企业。

目前，欧美日等国的MEMS技术制造企业处于领先地位，而我国MEMS技术制造企业的竞争力还需加强。

加强自主创新、提高品牌附加值、降低成本等都是企业竞争的关键。

三、政策环境政策环境对MEMS行业的发展具有重要影响。

政府出台的政策、规划和支持措施，不仅直接影响MEMS企业的生产经营和技术创新，还会间接影响MEMS技术在各个领域的市场应用。

我国政府通过《国家“十三五”规划》明确指出要支持MEMS技术领域的发展，加大对科技创新的支持和投入，并推动MEMS技术在智能制造、汽车、医疗等领域的应用。

这些政策将促进MEMS行业的健康发展。

综上所述，MEMS行业面临着不断变化的市场环境。

随着市场需求的日益增长，MEMS技术将在多个行业中得到广泛应用。

同时，竞争环境也将逐步变得激烈。

政府出台的政策和支持措施对MEMS技术的发展至关重要，也为MEMS行业提供了更大的发展空间。

微机电系统技术研究随着科技的不断进步，微机电系统技术也越来越流行。

微机电系统又称微型机械系统、微机械系统、微电机系统等，是一种以微电子加工工艺为基础，结合机械、电子、光学等专业技术，将微小物体及其附属结构与电子、控制系统等组成的微系统。

与传统机电系统相比，微机电系统具有更小的尺寸和更高的精度，可以在微米或纳米级别上进行控制和操作。

一、微机电系统技术的历史和发展微机电系统技术的历史可以追溯到20世纪50年代初期，当时美国和苏联的科学家开始使用微电子加工工艺制作微小物体和构件。

在20世纪60年代和70年代，随着半导体技术的发展，微机电系统得以更加精细地制作和控制。

1980年代中期，微机电系统技术在石油勘探、医疗诊断、环境监测等领域得到了广泛应用。

1990年代，微机电系统技术开始应用于通信、汽车、航空航天、军事等领域，成为了一个热门的研究领域。

二、微机电系统技术的基本原理和特点微机电系统技术主要由微机电器件、微机电系统设计和微机电系统制造三个方面组成。

其中，微机电器件是微机电系统的基石，主要包括传感器、执行器和微结构等。

微机电系统设计则是保证微机电系统性能和可靠性的重要因素，它包括机械设计、电气设计、热学设计、流体力学设计等方面。

微机电系统制造则是将设计好的微机电器件和微机电系统组装起来，并进行测试和调整的过程。

微机电系统技术有以下几个优点：(1)微机电系统具有尺寸小、重量轻和耗能低的特点，可以在狭小的空间内实现复杂功能。

(2)微机电系统具有高度集成和制造多样性的特点，可以在同一芯片上制造多种不同的微机电器件。

(3)微机电系统具有高精度、高灵敏度和高响应速度的特点，可以对微小变化作出精确的反应。

(4)微机电系统具有可靠性好和寿命长的特点，可以在恶劣环境下保持稳定性能。

三、微机电系统技术在各个领域的应用1.医疗领域微机电系统技术在医疗领域中应用广泛。

例如，微型传感器可以检测人体内部的生理参数，如心率、血氧含量、血糖水平等。

微系统中的巨人的MEMS（45090123 沈潇）一、概述MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的缩写，即微电子机械系统。

它的前身可追溯到1946年2月15日在美国诞生的第一台电子计算机ENIAC。

随着技术和工艺的的革新，渐渐趋于小型化，微型化。

1987年10月IEEE的机器人和自动化委员会组织了有关讨论会，会后来自MIT、Berkeley、Stanford和NSF的15名科学家提出了“小机器,大机遇:关于新兴领域——微动力学的报告”的国家计划建议书，并引起美国政府的高度重视，从此微机电系统——MEMS 技术正式诞生。

目前的MEMS技术是建立在微米/纳米技术基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。

它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。

这种微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。

它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。

MEMS还有较广泛的一个定义，有关MEMS基础理论的研究领域还包括：微摩擦学、微材料力学、微流体力学、微传热学、微机构学、设计与仿真、微测试等。

二、当前发展与运用通过研究MEMS的商业浪潮可以梗概地看出它的发展历程。

MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初，当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。

多用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。

第二轮商业化出现于20世纪90年代，主要围绕着PC和信息技术的兴起。

第三轮商业化出现于世纪之交，微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。

微光学器件从长期看来将是MEMS一个增长强劲的领域。

推动第四轮商业化的其它应用包括一些面向射频无源元件、生物和神经元探针，以及所谓的“片上实验室”生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。

mems主要工艺MEMS（微机电系统）主要工艺是一种将微型机械结构与电子元件集成在一起的技术。

它通过制造微米级的机械结构和集成电路，实现了传感器、执行器和微型系统的功能。

MEMS主要工艺包括以下几个方面。

首先是材料选择和加工。

MEMS主要使用的材料有硅、玻璃、陶瓷、金属等。

这些材料具有良好的机械性能和化学稳定性，适合微型加工。

MEMS的加工技术主要包括光刻、薄膜沉积、湿法腐蚀、离子注入等。

这些技术能够实现微米级的结构制造。

其次是微加工技术。

MEMS的制造过程主要是通过微加工技术来实现的。

微加工技术包括光刻、薄膜沉积、湿法腐蚀、离子注入等。

光刻是将光敏材料暴露在紫外线下，通过光影效应形成图案，然后进行腐蚀或沉积等处理。

薄膜沉积是将薄膜材料沉积在基底上，形成所需的结构。

湿法腐蚀是通过溶液对材料进行腐蚀，形成微结构。

离子注入是将离子注入材料中，改变材料的性能。

其次是封装技术。

MEMS器件制造完成后，需要进行封装，以保护器件并提供连接接口。

封装技术主要包括封装材料的选择和封装工艺的设计。

常用的封装材料有环氧树脂、硅胶等。

封装工艺包括封装结构设计、封装材料的选择、封装工艺的优化等。

最后是测试和可靠性验证。

制造完成的MEMS器件需要进行测试和可靠性验证，以确保其正常工作和长期稳定性。

测试主要包括功能测试、性能测试和可靠性测试。

功能测试是检测器件是否能够实现设计的功能。

性能测试是评估器件的性能指标。

可靠性测试是评估器件在长期使用过程中的稳定性和可靠性。

MEMS主要工艺包括材料选择和加工、微加工技术、封装技术以及测试和可靠性验证。

这些工艺的应用使得MEMS能够实现微型化、集成化和高性能化的特点，广泛应用于传感器、执行器和微型系统等领域。

通过不断改进工艺技术，可以进一步提高MEMS器件的性能和可靠性，推动MEMS技术的发展。

微机电MEMS技术随着科技的不断发展，微机电系统（MEMS）技术已经成为了现代科技领域中的一个热点话题。

MEMS技术是一种集成化的技术，它将微型机械结构、电子元件和集成电路等技术融合在一起，形成了一种新型的微型系统。

这种系统的特点是小型化、高集成度、低功耗和低成本等，因此在各个领域都有着广泛的应用。

MEMS技术的发展历程MEMS技术的发展可以追溯到上世纪60年代初期，当时美国贝尔实验室的研究人员发现，可以将晶体管等微型电子元件集成在一起，形成一种新型的微型系统。

这种系统可以实现自动化控制，从而解决了传统机械系统中存在的一些问题。

自此，MEMS技术开始逐渐发展壮大，不断被应用于各个领域。

在20世纪80年代，MEMS技术进一步得到了发展。

当时，研究人员发现，可以将微型机械结构与电子元件融合在一起，形成一种新型的微型系统，称之为微机电系统（MEMS）。

这种系统可以实现微型机械结构的自动化控制，从而实现各种功能。

MEMS技术的发展在20世纪90年代得到了进一步加强，得到了广泛的应用。

MEMS技术的应用领域MEMS技术在各个领域都有着广泛的应用。

其中，最为典型的应用领域是传感器和执行器。

传感器是一种能够将物理量转化为电信号的设备，而执行器则是一种能够将电信号转化为物理量的设备。

这两种设备都是微机电系统的核心组成部分，它们可以实现各种自动化控制功能。

MEMS技术在医疗领域也有着广泛的应用。

例如，可以利用MEMS 技术制造出微型探针，用于检测人体内部的病变情况。

此外，MEMS技术还可以制造出微型药物输送系统，将药物直接输送到患者的病变部位，从而实现更加精准的治疗。

MEMS技术在航空航天领域也有着广泛的应用。

例如，可以利用MEMS技术制造出微型惯性导航系统，用于飞行器的自动导航。

此外，MEMS技术还可以制造出微型加速度计和陀螺仪等设备，用于飞行器的姿态控制和定位。

MEMS技术在汽车领域也有着广泛的应用。

例如，可以利用MEMS 技术制造出微型气体传感器，用于检测汽车尾气的排放情况。

1．MEMS工艺与微电子工艺技术有哪些区别:MEMS，即微电子机械系统，可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。

而微电子工艺是包含在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统。

MEMS不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。

而微电子主要是二维结构，它由单晶硅片、硅化合物及塑料构成，主要传输电流以实现特定的电路功能。

相对于微电子，微系统设计要面向大量的各种各样的功能，微电子仅限定于电子功能设计。

集成电路主要是两维结构，被限制在硅芯片表面。

然而大部分微系统包括复杂的三位几何图形，微系统的目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

微电子已步入工艺的成熟阶段，具有规范的工业标准、加工技术和制造技术，建立了相当完善的封装技术，而微系统与之相比还有非常大的距离，因为微系统结构和功能目标的极大多样性，它的封装在目前事实上还处于萌芽时期。

2.列举几种你所知道的MEMS器件,并简述其用途MEMS麦克风：MEMS麦克风可以采用表贴工艺进行制造，能够承受很高的回流焊温度，容易与CMOS 工艺及其它音频电路相集成，并具有改进的噪声消除性能与良好的RF及EMI抑制性能。

这种硅麦克风信噪比(SNR)大于61dB，而目前蜂窝电话中最高质量的声音仅为55dB。

新的全向输入麦克风可提供数字输出或模拟输出，在100Hz到超过15kHz范围内具有良好的频率响应，而且封装尺寸与成本都能满足便携式电子产品制造商的设计要求，具有高保真音/视频回放、会议召集、TIA-920兼容VoIP、语音识别等功能。

除了更好的声音质量，超小型化及低功耗也是MEMS麦克风的主要优点。

英飞凌面向消费和计算机通信设备推出了新一代微型MEMS麦克风SMM310，其尺寸只有传统麦克风的一半，而功耗更低，采用1.5~3.3V电源的微型MEMS麦克风功耗只有ECM麦克风的大约三分之一(70μA)。