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MEMS传感器技术发展的特点和现状

 发布时间:2009-08-11 点击量:2771

 

随着MEMS技术的发展,采用该技术的微机械传感器研发事业正在壮大。但人们往往会有一种想法,即只要采用了MEMS的制造技术,完全可以把传统的传感器做成小型的器件。除MEMS制造技术外,完全可以沿用传统的传感器相关技术。事实上由于MEMS技术引入,传感器的相应设计规则也发生了变化。这其中包括:微机械应力的获取规则、微小电容检测的规则、温度漂移的引入规则、微机械位移和固有频率的关系、噪声作用的顺序、zui终噪声底线等。同时,在MEMS执行器方面,也出现了诸如静电驱动深宽比法则、驱动稳定性条件、空气和稀薄气体的阻尼、静电吸合法则、微机械热平衡与传输规律、表面张力和毛细管作用规律、非线性振动规律等十分重要的问题。这些问题在宏观机械领域不起很大作用,因而没有受到很大重视。需要在研发MEMS传感器技术的同时逐步加以解决。
就在MEMS技术还处于不很完善的情况下,人们已经迫切希望和需要MEMS传感器走向实用化和产业化。其原因和动力如下:
a. 人们认为MEMS技术是微电子集成模式的延续和发展,理应尽快实现产业化;
b. MEMS传感器除可以实现传统产品更新换代之外,还可以依据自身的优势开拓崭新的应用市场,应用前景广阔。
c. 在Bio-MEMS、RF-MEMS等技术相继出现后,人们期待MEMS技术成为一种在从工业化到信息化乃至生物时代跨越发展中具有普适性的技术。而当人们纷纷展开MEMS产品技术的研究时,往往发现器件指标总是与应用需求有一些差距,我们称之为临界点突破前的困惑。仔细分析原因,有如下的一些因素:
a. MEMS选择了微电子集成制造的先进模式,也同时选择了它在三维机械加工方面的先天不足。人们也借鉴其它学科的一些三维加工技术并运用到MEMS中来。如采用电镀、粉末冶金、电火花技术等。这些技术很多与硅基的微电子集成模式又没有很好的兼容性。
 
b. 在产品市场开发中,MEMS产品取代传统产品遇到很多困惑。人们往往关注MEMS产品能否比传统产品具有更高的技术指标,而忽略了MEMS技术带来的其它优势和特点。
c. 很多正在开发的MEMS产品在性能上似乎总是接近但有不容易完全达到应用对指标的要求。相差不是很远但zui后一段路往往十分漫长。

所以,从目前来看,在MEMS技术体系框架内实现关键技术突破,尽快使MEMS传感器能够达到应用的要求,这一点对MEMS技术实用化进程的成功十分重要。