MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一类微型机械电子系统,由微型机械零件、微处理器、电子传感器、电子执行器以及相关的电子元器件组成。MEMS系统的特点是集成度高、尺寸小、功耗低、性能优良、制造成本低等。
MEMS系统的关键是微加工工艺,其中最基础的就是集成电路工艺,它提供了一套成熟的微制造技术。其他主要的微加工工艺包括:湿法腐蚀、干法蚀刻、光刻、离子注入、微影制造等。
MEMS系统由多个子系统组成,其中最基础的是微机械系统。微机械系统是由微加工技术制造的微米级别的机械结构。它们可以执行函数,如感应、运动、测量、反馈等等。一些最常见的微机械元件包括驱动器、电极、传感器、阀门、泵、涡轮等。
MEMS系统的重要组成部分是微处理器,用于控制和处理传感器等输入信号,并生成输出信号。微处理器通常采用CMOS技术并以一个芯片的形式集成在MEMS设备中。
电子传感器是另一个关键的组成部分,用于感测和转换非电学量,如机械、光学、化学、生物等等,成为电压和电流等电学量。MEMS系统中常见的传感器包括惯性传感器、压力传感器、温度传感器、加速度计等。
MEMS系统在多个领域有着广泛的应用。最常见的应用领域包括汽车、医疗、电子、通信和航空航天等。
在汽车行业中,MEMS系统可以用于制造空气袋、测量轮胎压力、自动控制发动机等等。在医疗行业中,MEMS系统可以用于实时监测心脏状态、计量药品、实现人工耳蜗等等。在电子行业中,MEMS系统可以用于制造部件,如扫描镜片、音圈、微动开关等等。在通信行业中,MEMS系统可以用于制造振荡器、滤波器、半导体激光器等等。在航空航天行业中,MEMS系统可以用于制造姿态传感器、加速度计等。