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MEMS传感器概念、分类等基础知识详解

MEMS传感器概念、分类等基础知识详解-关于MEMS传感器的基础知识,你了解多少?本文将从MEMS传感器的概念、制造及工艺、MEMS传感器与传统传感器的区别、MEMS传感器的分类几大部分详解,帮助初识MEMS传感器的读者快速了解这一重要器件。

关于MEMS传感器的根底知识,你了解多少?本文将从MEMS传感器的概念、制造及工艺、MEMS传感器与传统传感器的差异、MEMS传感器的分类几大部分详解,协助初识MEMS传感器的读者快速了解这一重要器材。

传感器开展到今日,小型化、智能化、集成化,现已是升级换代的必经之路。今日,咱们来为我们介绍一下传感器宗族的mini型产品——­­MEMS传感器。

什么是MEMS传感器?

MEMS的全称是微型电子机械体系(Micro-ElectroMechanical System),微机电体系是指可批量制造的,将微型组织、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、通讯和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器材或体系。而MEMS传感器便是选用微电子和微机械加工技能制造出来的新式传感器。

MEMS是用传统的半导体工艺和资料,以半导体制造技能为根底开展起来的一种先进的制造技能,学科穿插现象极端显着,首要触及微加工技能,机械学/固体声波理论,暖流理论,电子学、资料、物理学、化学、生物学、医学等等。经过四十多年的开展,已成为国际注目的严重科技范畴之一。

加工工艺:

MEMS技能根据现已适当老练的微电子技能、集成电路技能及其加工工艺。它与传统的IC工艺有许多相似之处,如光刻、薄膜堆积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等,可是有些杂乱的微结构难以用IC工艺完成,有必要选用微加工技能制造。

微加工技能包含硅的体微加工技能、外表微加工技能和特别微加工技能。体加工技能是指沿着硅衬底的厚度方向对硅衬底进行刻蚀的工艺,包含湿法刻蚀和干法刻蚀,是完成三维结构的重要办法。外表微加工是选用薄膜堆积、光刻以及刻蚀工艺,经过在献身层薄膜上堆积结构层薄膜,然后去除献身层开释结构层完成可动结构。

除了上述两种微加工技能以外,MEMS制造还广泛地运用多种特别加工办法,其间常见的办法包含键合、LIGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。

使用资料:

硅基资料:大部分集成电路和MEMS的原资料是硅(Si),这个奇特的VI族元素能够从二氧化硅中许多提取出来。而二氧化硅是什么?说的浅显一点,便是沙子。沙子君在阅历了一系列杂乱的加工进程之后,就变成了单晶硅,长这个姿态:

这个长长的大柱子,直径能够是 1 inch (2.5 cm) 到 12 inch (30 cm),被切成一层层 500 微米厚的硅片 (英文:wafer,和威化饼同词),长这个姿态:

选用以硅为主的资料,电气功用优秀,硅资料的强度、硬度和杨氏模量与铁适当,密度与铝相似,热传导率挨近钼和钨。若单个MEMS传感器芯片面积为5 mm x 5 mm,则一个8英寸(直径20厘米)硅片(wafer)可切割出约1000个MEMS传感器芯片,分摊到每个芯片的本钱则可大幅度下降。

非硅资料:近年来,MEMS的资料使用上有被非硅资料逐步代替的现象,学术研讨人员现在开端专心于开发聚合物和纸基微型器材。使用这些资料开发的器材,不只工艺环保,并且制造设备简略、本钱较低。相对硅资料,它们大幅缩减了研制经费预算。许多聚合物和纸基微型器材的立异都指向了医疗使用,对该范畴来说,生物相容性和资料的柔性是基本要求。

纸基和聚合物微型器材的功用和功用开发,现在还处于相对前期的阶段,这类器材的出产设备如今也还没有开发出来。这些新技能的老练和商业化,或许还需要超越10年的时刻。所以,根据硅资料的微型器材研讨,还有许多立异作业要做,否则就会面对开展阻滞的危险。

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