典型MEMS器件介紹

典型MEMS器件介紹

09電科2鐘禮浩200930570230目錄

各類典型MEMS器件介紹

2MEMS微機電系統(tǒng)簡介

1總結(jié)3MEMS微機電系統(tǒng)簡介

MEMS是微機電系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystems）的英文縮寫。MEMS是美國的叫法，在日本被稱為微機械，在歐洲被稱為微系統(tǒng)，它是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是隨著半導體集成電路微細加工技術和超精密機械加工技術的發(fā)展而發(fā)展起來的，目前MEMS加工技術還被廣泛應用于微流控芯片與合成生物學等領域，從而進行生物化學等實驗室技術流程的芯片集成化。

MEMS技術的發(fā)展開辟了一個全新的技術領域和產(chǎn)業(yè)，采用MEMS技術制作的微傳感器、微執(zhí)行器、微型構件、微機械光學器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。發(fā)展前景

MEMS第一輪商業(yè)化浪潮始于20世紀70年代末80年代初，當時用大型蝕刻硅片結(jié)構和背蝕刻膜片制作壓力傳感器。由于薄硅片振動膜在壓力下變形，會影響其表面的壓敏電阻曲線，這種變化可以把壓力轉(zhuǎn)換成電信號。后來的電路則包括電容感應移動質(zhì)量加速計，用于觸發(fā)汽車安全氣囊和定位陀螺儀。第二輪商業(yè)化出現(xiàn)于20世紀90年代，主要圍繞著PC和信息技術的興起。TI公司根據(jù)靜電驅(qū)動斜微鏡陣列推出了投影儀，而熱式噴墨打印頭現(xiàn)在仍然大行其道。第三輪商業(yè)化可以說出現(xiàn)于世紀之交，微光學器件通過全光開關及相關器件而成為光纖通訊的補充。盡管該市場現(xiàn)在蕭條，但微光學器件從長期看來將是MEMS一個增長強勁的領域。目前MEMS產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)的新趨勢是產(chǎn)品應用的擴展，其開始向工業(yè)、醫(yī)療、測試儀器等新領域擴張。推動第四輪商業(yè)化的其它應用包括一些面向射頻無源元件、在硅片上制作的音頻、生物和神經(jīng)元探針，以及所謂的'片上實驗室'生化藥品開發(fā)系統(tǒng)和微型藥品輸送系統(tǒng)的靜態(tài)和移動器件。MEMS微機電系統(tǒng)簡介

未來三年，在中國3C產(chǎn)品、汽車電子、醫(yī)療電子等產(chǎn)品產(chǎn)量繼續(xù)保持較快增長的帶動下，中國MEMS傳感器市場規(guī)模有望進一步擴大。此外，不斷涌現(xiàn)的新產(chǎn)品以及新應用也成為這一市場持續(xù)發(fā)展的重要保障。2011-2013年，中國MEMS傳感器市場將持續(xù)保持兩位數(shù)增長水平，但從2012年開始，隨著金融危機導致的恢復性增長因素的消退，以及市場基數(shù)的增大，中國MEMS傳感器市場增速將有所回調(diào)。到2013年，中國MEMS傳感器市場銷售額預計將達214.2億元。具體在產(chǎn)品上，主力產(chǎn)品加速度、壓力傳感器、噴墨頭等產(chǎn)品技術已經(jīng)相對成熟和穩(wěn)定，技術研發(fā)主要體現(xiàn)在性能及指標的優(yōu)化。DMD微鏡陣列為更好應用于手機等便攜設備，其尺寸的進一步微縮也成為研發(fā)重點。除傳統(tǒng)產(chǎn)品外，不斷涌現(xiàn)的新產(chǎn)品如地磁傳感器的規(guī)模化應用也成為整體MEMS傳感器市場的一大亮點。此外，一些前沿產(chǎn)品如新型MEMS振蕩器、基于MEMS技術的存儲器、MEMS電池也正處于研發(fā)階段中，并有望在未來三到五年實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。另外，在產(chǎn)品形態(tài)上，一些MEMS傳感器產(chǎn)品已經(jīng)從原來單獨的芯片向模塊和系統(tǒng)解決方案升級，以加快產(chǎn)品上市進程和應用推廣。典型MEMS器件介紹-MEMS麥克風

MEMS（微型機電系統(tǒng)）麥克風是基于MEMS技術制造的麥克風，簡單的說就是一個電容器集成在微硅晶片上，可以采用表貼工藝進行制造,能夠承受很高的回流焊溫度,容易和CMOS工藝及其它音頻電路相集成,并具有改進的噪聲消除性能和良好的RF及EMI抑制性能.MEMS麥克風的全部潛能還有待挖掘，但是采用這種技術的產(chǎn)品已經(jīng)在多種應用中體現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢，特別是中高端手機應用中。MEMS麥克風的優(yōu)勢

目前，實際使用的大多數(shù)麥克風都是ECM(駐極體電容器)麥克風，這種技術已經(jīng)有幾十年的歷史。ECM的工作原理是利用駐有永久電荷的聚合材料振動膜。和ECM的聚合材料振動膜相比，MEMS麥克風在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定，其敏感性不會受溫度、振動、濕度和時間的影響。由于耐熱性強，MEMS麥克風可承受260℃的高溫回流焊，而性能不會有任何變化。由于組裝前后敏感性變化很小，還可以節(jié)省制造過程中的音頻調(diào)試成本。典型MEMS器件介紹-MEMS麥克風MEMS麥克風的主要參數(shù)。典型MEMS器件介紹-MEMS麥克風MEMS麥克風的發(fā)展前景

對于大型的半導體制造商來說，他們具備制造該產(chǎn)品系列的核心能力。首先是MEMS設計和制造能力，其次是ASIC設計和制造能力，最后是大容量、低成本的封裝能力。迄今為止，音頻公司一直占據(jù)著幾乎整個MEMS麥克風市場，它們必須依賴半導體代工廠提供相關技術并和他們分享利潤?，F(xiàn)在，英飛凌的進入意味著該市場擁有了新的選擇，并且降低了元件購買者的風險。尺寸方面的限制主要來自MEMS本身。另外，由于音頻端口不能采用真空工具進行操作，尺寸的進一步縮小將會受到制造過程中標準自動化貼裝工具的限制。ASIC中將會集成更多作用：ADC和數(shù)字輸出是第一步；還可利用標準組件，如風噪信號過濾組件；專用接口和信號預處理將成為很大的應用領域；RF屏蔽也會得到進一步改進。在音頻方面，MEMS麥克風也會有很多變化。SMM310不只在20Hz~20kHz的頻率范圍內(nèi)針對人聲進行了優(yōu)化，還有較高的聲學敏感性。很難預測何時會出現(xiàn)帶有集成式麥克風并能記錄美妙立體聲的單芯片攝像電話，但毫無疑問，技術正在朝著這個方向發(fā)展。典型MEMS器件介紹-微機械陀螺儀微機械陀螺儀（MEMSgyroscope）的工作原理傳統(tǒng)的陀螺儀主要是利用角動量守恒原理，