MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件

MEMS技術(shù)及其應(yīng)用MEMS技術(shù)及其應(yīng)用1主要內(nèi)容MEMS技術(shù)簡介MEMS技術(shù)應(yīng)用微機(jī)械制造技術(shù)MEMS器件主要內(nèi)容MEMS技術(shù)簡介2MEMS簡介MEMS簡介3

WhatisMEMSTechnology?

MEMS(microelectromechanicalsystems)aredevicesthatinvolveintegratedmicro-devicesorsystems,usuallycomprisedofelectricalandmechanicalcomponents,producedusingmicroelectronics-compatiblebatch-processingtechniques.Thesesystemsmergecomputationwithsensingandactuationtoperceivethephysicalworldataminiaturizedlevel.

WhatisMEMSTechnology?ME4

早在二十世紀(jì)六十年代，在硅集成電路制造技術(shù)發(fā)明不久，研究人員就想利用這些制造技術(shù)和利用硅很好的機(jī)械特性，制造微型機(jī)械部件，如微傳感器、微執(zhí)行器等。如果把微電子器件同微機(jī)械部件做在同一塊硅片上，就是微機(jī)電系統(tǒng)——MEMS:MicroelectromechanicalSystem。

由于MEMS是微電子同微機(jī)械的結(jié)合，如果把微電子電路比作人的大腦，微機(jī)械比作人的五官（傳感器）和手腳（執(zhí)行器），兩者的緊密結(jié)合，就是一個(gè)功能齊全而強(qiáng)大的微系統(tǒng)。MEMS定義早在二十世紀(jì)六十年代，在硅集成電路制造技術(shù)發(fā)51959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，但直到1962年才出現(xiàn)屬于微機(jī)械范疇的產(chǎn)品—硅微型壓力傳感器。其后尺寸為50～500微米的齒輪、齒輪泵、氣動(dòng)蝸輪及聯(lián)接件等微型機(jī)構(gòu)相繼問世。而1987年由華裔留美學(xué)生馮龍生等人研制出轉(zhuǎn)子直徑為60微米和100微米的硅微型靜電電機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動(dòng)結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力，在國際上引起轟動(dòng)，科幻小說中描述把自己變成小昆蟲鉆到別人的居室或心臟中去的場(chǎng)景將要成為現(xiàn)實(shí)展現(xiàn)在人們面前。同時(shí)，也標(biāo)志著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的誕生。

微電子機(jī)械系統(tǒng)是以微電子、微機(jī)械及材料科學(xué)為基礎(chǔ)，研究、設(shè)計(jì)和制造具有特定功能的微型裝置（包括微結(jié)構(gòu)器件、微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)等方面）的一門科學(xué)。

1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，但直到1962年才出6世界上第一個(gè)微靜電馬達(dá)世界上第一個(gè)微靜電馬達(dá)7WhatisthepeculiarityofMEMStechnology?MEMS是受到集成電路工藝的啟發(fā)而發(fā)展起來的，它不僅具有集成電路系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)集約了多種學(xué)科發(fā)展的尖端成果。

1、微型化特點(diǎn)

2、多樣化特點(diǎn)3、穩(wěn)定性特點(diǎn)

4、集成化特點(diǎn)5、批量化特點(diǎn)

6、廣義化特點(diǎn)

WhatisthepeculiarityofME8MEMS的應(yīng)用MEMS的應(yīng)用9ApplicationFieldsofMEMS

由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗小、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異、功能強(qiáng)大、可以批量生產(chǎn)等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。ApplicationFieldsofMEMS10MEMS傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合在汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、減震系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等。GPS定位系統(tǒng).*在汽車?yán)镒鳛榧铀俦韥砜刂婆鲎矔r(shí)安全氣囊防護(hù)系統(tǒng)的施用*在汽車?yán)镒鳛橥勇輥頊y(cè)定汽車傾斜，控制動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)*在輪胎里作為壓力傳感器，在汽車上的應(yīng)用MEMS傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合在汽車自動(dòng)駕駛、汽車11MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件12MEMS已在空間超微型衛(wèi)星上得到應(yīng)用,該衛(wèi)星外形尺寸為2.54cm×7.62cm×10.6cm,重量僅為250g。2000年1月,發(fā)射的兩顆試驗(yàn)小衛(wèi)星是證明空基防御能力增強(qiáng)的一個(gè)范例。對(duì)小衛(wèi)星試驗(yàn)來說幸運(yùn)的是,因其飛行壽命短,所以,暴露在宇宙輻射之下并不是關(guān)鍵問題。小衛(wèi)星上基于硅的RF開關(guān)在太空應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,這得益于它的超微小尺寸。作為一個(gè)在海上應(yīng)用的實(shí)例,MEMS引信/保險(xiǎn)和引爆半導(dǎo)體,微電子,集成電路,IC,工藝,設(shè)計(jì),器件,封裝,測(cè)試,F/SA裝置已成功地用于潛艇魚雷對(duì)抗武器上。引信/保險(xiǎn)和引爆裝置的工作包括3個(gè)獨(dú)立步驟:發(fā)射魚雷后,解除炸藥保險(xiǎn)、引爆引信和防止在不正確時(shí)間爆炸保險(xiǎn)。使用鍍有金屬層的硅結(jié)合巧妙的封裝技術(shù),MEMSF/SA器件要比傳統(tǒng)的裝置小1個(gè)數(shù)量級(jí),可安裝在15.88cm的魚雷上,這是其他方法做不到的.在軍事上的應(yīng)用MEMS已在空間超微型衛(wèi)星上得到應(yīng)用,該衛(wèi)星外形尺寸為213國外MEMS技術(shù)在引信中的應(yīng)用MEMS技術(shù)在精確打擊彈藥引信中的應(yīng)用美國FMU2159/B硬目標(biāo)侵徹靈巧引信及加速度計(jì)國外MEMS技術(shù)在引信中的應(yīng)用MEMS技術(shù)在精確打擊彈藥14MEMS技術(shù)在靈巧彈藥引信中的應(yīng)用采用MEMS技術(shù)的彈道修正引信裝有彈道修正引信的MK64制導(dǎo)炮彈MEMS技術(shù)在靈巧彈藥引信中的應(yīng)用采用MEMS技術(shù)的彈15

MEMS技術(shù)在輕武器面殺傷彈藥引信中的應(yīng)用單兵20mm高爆榴彈微機(jī)電引信

MEMS技術(shù)在輕武器面殺傷彈藥引信中的應(yīng)用單兵2016在1995年的國際會(huì)議上已有人正式提出研制全硅衛(wèi)星的概念。即整個(gè)衛(wèi)星由硅太陽能電池板、硅導(dǎo)航模塊、硅通信模塊等組合而成,這樣,可使整個(gè)衛(wèi)星的質(zhì)量縮小到以kg計(jì)算,從而使衛(wèi)星的成本大幅度降低。美國提出的硅固態(tài)衛(wèi)星的概念圖，這個(gè)衛(wèi)星除了蓄電池外，全由硅片構(gòu)成，直徑僅15cm。航空航天的應(yīng)用在1995年的國際會(huì)議上已有人正式提出研制全硅衛(wèi)星的概念17

微機(jī)械技術(shù)在生物醫(yī)療中的應(yīng)用尤其令人驚嘆。例如:將微型傳感器用口服或皮下注射法送入人體,就可對(duì)體內(nèi)的五臟六腑進(jìn)行直接有效的監(jiān)測(cè)。將特制的微型機(jī)器人送入人體,可刮去導(dǎo)致心臟病的油脂沉積物,除去體內(nèi)的膽固醇,可探測(cè)和清除人體內(nèi)的癌細(xì)胞,進(jìn)行視網(wǎng)膜開刀時(shí),大夫可將遙控機(jī)器人放入眼球內(nèi),在細(xì)胞操作、細(xì)胞融合、精細(xì)外科、血管、腸道內(nèi)自動(dòng)送藥等方面應(yīng)用甚廣。MEMS的微小可進(jìn)入很小的器官和組織和智能能自動(dòng)地進(jìn)行細(xì)微精確的操作的特點(diǎn),可大大提高介入治療的精度,直接進(jìn)入相應(yīng)病變地進(jìn)行工作,降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。同微電子,集成電路,IC,工藝,設(shè)計(jì),器件,封裝,測(cè)試,MEMS時(shí),可進(jìn)行基因分析和遺傳診斷,利用微加工技術(shù)制造各種微泵、微閥、微攝子、微溝槽、微器皿和微流量計(jì)的器件適合于操作生物細(xì)胞和生物大分子。所以,微機(jī)械在現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)中的應(yīng)用潛力巨大,為人類最后征服各種絕癥延長壽命帶來了希望。生物醫(yī)療和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用微機(jī)械技術(shù)在生物醫(yī)療中的應(yīng)用尤其令人驚嘆。例如:18OMOM智能膠囊消化道內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（簡稱“膠囊內(nèi)鏡”）

金山科技集團(tuán)研制的膠囊內(nèi)鏡“膠囊內(nèi)鏡”是集圖像處理、信息通訊、光電工程、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科技術(shù)為一體的典型的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）高科技產(chǎn)品，由智能膠囊、圖像記錄儀、手持無線監(jiān)視儀、影像分析處理軟件等組成。

工作時(shí)間：8小時(shí)左右

視角度：140度

視距：3cm

分辨力：0.1mm

體積：13mm×27.9mm

重量：<6g

外殼：無毒耐酸耐堿高分子材料圖象記錄儀OMOM智能膠囊消化道內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（簡稱“膠囊內(nèi)鏡”）金山19OMOM膠囊內(nèi)鏡的工作原理是：患者像服藥一樣用水將智能膠囊吞下后，它即隨著胃腸肌肉的運(yùn)動(dòng)節(jié)奏沿著胃→十二指腸→空腸與回腸→結(jié)腸→直腸的方向運(yùn)行，同時(shí)對(duì)經(jīng)過的腔段連續(xù)攝像，并以數(shù)字信號(hào)傳輸圖像給病人體外攜帶的圖像記錄儀進(jìn)行存儲(chǔ)記錄，工作時(shí)間達(dá)6～8小時(shí)，在智能膠囊吞服8～72小時(shí)后就會(huì)隨糞便排出體外。醫(yī)生通過影像工作站分析圖像記錄儀所記錄的圖像就可以了解病人整個(gè)消化道的情況，從而對(duì)病情做出診斷。

影像工作站

優(yōu)點(diǎn):操作簡單:整個(gè)檢查僅為吞服膠囊、記錄與回放觀察三個(gè)過程。醫(yī)生只需在回放觀察過程中，通過拍攝到的圖片即可對(duì)病情做出準(zhǔn)確判斷。安全衛(wèi)生:膠囊為一次性使用，避免交叉感染;外殼采用不能被消化液腐蝕的醫(yī)用高分子材料，對(duì)人體無毒、無刺激性,能夠安全排出體外。擴(kuò)展視野:全小腸段真彩色圖像清晰微觀，突破了小腸檢查的盲區(qū)，大大提高了消化道疾病診斷檢出率。方便自如:患者無須麻醉、無須住院，行動(dòng)自由，不耽誤正常的工作和生活。OMOM膠囊內(nèi)鏡的工作原理是：患者像服藥一樣用水將智能膠囊吞20

這個(gè)一次性胰島素注射泵融合了Debiotech的胰島素輸注系統(tǒng)技術(shù)和ST的微射流MEMS芯片的量產(chǎn)能力。納米泵的尺寸只有現(xiàn)有胰島素泵的四分之一.微射流技術(shù)還能更好地控制胰島素液的注射量，更精確地模仿胰島自然分泌胰島素的過程，同時(shí)還能檢測(cè)泵可能發(fā)生的故障，更好地保護(hù)患者的安全。成本非常低廉。

胰島素注射泵療法或者連續(xù)皮下注射胰島素（CSII）可以替代一天必須輸注幾次的單次胰島素注射法，這種療法越來越被人們看好。按照CSII治療方法，糖尿病患者連接一個(gè)可編程的注射泵，注射泵與一個(gè)貯液器相連，胰島素就從這個(gè)貯液器輸注到人體皮下組織內(nèi)，在一天的輸液過程中，可根據(jù)病人的情況設(shè)定液量。微射流MEMS技術(shù)應(yīng)用于糖尿病治療.這個(gè)一次性胰島素注射泵融合了Debiotech21數(shù)字微鏡裝置可被用來作投影顯示器（DMD）。圖示為美國TI公司研制的DMD，它通過可以旋轉(zhuǎn)10的扭轉(zhuǎn)鏡來完成投影顯示的。微鏡通過支撐柱和扭轉(zhuǎn)梁懸于基片上，每個(gè)微鏡下都有驅(qū)動(dòng)電極，在下電極與微鏡間加一定的電壓，靜電力使微鏡傾斜輸入光被反射至鏡頭、投影到屏幕上。未加電壓的微鏡處的光線反射至鏡頭外。這樣，微鏡使每點(diǎn)產(chǎn)生明暗，投影出圖象。其他應(yīng)用投影顯示器數(shù)字微鏡裝置可被用來作投影顯示器（DMD）。圖示為美國TI公22MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件23仿生學(xué)中的應(yīng)用（仿生纖毛）地下水流微傳感器仿生學(xué)中的應(yīng)用（仿生纖毛）地下水流微傳感器24FieldofResearch理論基礎(chǔ)：在當(dāng)前MEMS所能達(dá)到的尺度下，宏觀世界基本的物理規(guī)律仍然起作用，但由于尺寸縮小帶來的影響（ScalingEffects），許多物理現(xiàn)象與宏觀世界有很大區(qū)別，因此許多原來的理論基礎(chǔ)都會(huì)發(fā)生變化，如力的尺寸效應(yīng)、微結(jié)構(gòu)的表面效應(yīng)、微觀摩擦機(jī)理等，因此有必要對(duì)微動(dòng)力學(xué)、微流體力學(xué)、微熱力學(xué)、微摩擦學(xué)、微光學(xué)和微結(jié)構(gòu)學(xué)進(jìn)行深入的研究。技術(shù)基礎(chǔ)：設(shè)計(jì)、工藝加工(高深寬比多層微結(jié)構(gòu))、微裝配工藝、微系統(tǒng)的測(cè)量等。應(yīng)用研究：如何應(yīng)用這些MEMS系統(tǒng)也是一門非常重要的學(xué)問。人們不僅要開發(fā)各種制造MEMS的技術(shù)，更重要的是如何將MEMS器件用于實(shí)際系統(tǒng)，并從中受益。FieldofResearch理論基礎(chǔ)：在當(dāng)前MEMS所25

MEMS器件根據(jù)其特性分成微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)器件、微機(jī)械光學(xué)器件等。微傳感器機(jī)械類化學(xué)類磁學(xué)類生物類力學(xué)力矩位置速度加速度流量角速度(陀螺)氣體成分濕度PH值離子濃度MEMS器件根據(jù)其特性分成微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)器件26微執(zhí)行器馬達(dá)齒輪揚(yáng)聲器開關(guān)微結(jié)構(gòu)器件薄膜探針彈簧微梁微腔溝道微軸錐體微光學(xué)器件微鏡陣列微光掃描器微斬光器光編碼器微光閥微干涉儀微光開關(guān)微透鏡微執(zhí)行器馬達(dá)齒輪揚(yáng)聲器開關(guān)微結(jié)構(gòu)器件薄膜探針彈簧微梁微腔溝道27MEMS制造工藝MEMS制造工藝28ManufacturingTechnology

ofMEMS大機(jī)械制造小機(jī)械，小機(jī)械制造微機(jī)械日本為代表LIGA工藝Lithograpie(光刻)、Galvanoformung(電鑄)Abformung(塑鑄)德國為代表硅微機(jī)械加工工藝：體硅工藝和表面犧牲層工藝美國為代表ManufacturingTechnologyofME29Materials硅基材料單晶硅，多晶硅，非晶硅，二氧化硅，氮化硅，碳化硅，SOI(SiliconOnInsulator)。聚合物材料光刻膠，聚二甲硅氧烷其他材料砷化鎵，石英，玻璃，鉆石，金屬。

Materials硅基材料30驅(qū)動(dòng)材料NiTi

坡莫合金鋯鈦酸鉛（PTZ）水凝膠（Hydrogels）驅(qū)動(dòng)材料NiTi31Technologies

物理氣相淀積(PhysicalVapourDeposition)化學(xué)氣相淀積(ChemicalVapourDeposition)電鍍（Electroplating）旋轉(zhuǎn)鑄模

（SpinCasting）溶膠-凝膠（Sol–GelDeposition）光刻(Photolithography)刻蝕:干法刻蝕（DRIE,ICP）和濕法腐蝕鍵合技術(shù)Technologies物理氣相淀積(PhysicalV32真空鍍膜儀真空鍍膜儀33磁控濺射電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場(chǎng)洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長，在運(yùn)動(dòng)過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，最終沉積在基片上磁控濺射電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰34MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件35干法刻蝕干法刻蝕36MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件37

MEMS螺旋形電感和多層電感MEMS螺旋形電感和多層電感38MEMS技術(shù)及其應(yīng)用MEMS技術(shù)及其應(yīng)用39主要內(nèi)容MEMS技術(shù)簡介MEMS技術(shù)應(yīng)用微機(jī)械制造技術(shù)MEMS器件主要內(nèi)容MEMS技術(shù)簡介40MEMS簡介MEMS簡介41

WhatisMEMSTechnology?

MEMS(microelectromechanicalsystems)aredevicesthatinvolveintegratedmicro-devicesorsystems,usuallycomprisedofelectricalandmechanicalcomponents,producedusingmicroelectronics-compatiblebatch-processingtechniques.Thesesystemsmergecomputationwithsensingandactuationtoperceivethephysicalworldataminiaturizedlevel.

WhatisMEMSTechnology?ME42

早在二十世紀(jì)六十年代，在硅集成電路制造技術(shù)發(fā)明不久，研究人員就想利用這些制造技術(shù)和利用硅很好的機(jī)械特性，制造微型機(jī)械部件，如微傳感器、微執(zhí)行器等。如果把微電子器件同微機(jī)械部件做在同一塊硅片上，就是微機(jī)電系統(tǒng)——MEMS:MicroelectromechanicalSystem。

由于MEMS是微電子同微機(jī)械的結(jié)合，如果把微電子電路比作人的大腦，微機(jī)械比作人的五官（傳感器）和手腳（執(zhí)行器），兩者的緊密結(jié)合，就是一個(gè)功能齊全而強(qiáng)大的微系統(tǒng)。MEMS定義早在二十世紀(jì)六十年代，在硅集成電路制造技術(shù)發(fā)431959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，但直到1962年才出現(xiàn)屬于微機(jī)械范疇的產(chǎn)品—硅微型壓力傳感器。其后尺寸為50～500微米的齒輪、齒輪泵、氣動(dòng)蝸輪及聯(lián)接件等微型機(jī)構(gòu)相繼問世。而1987年由華裔留美學(xué)生馮龍生等人研制出轉(zhuǎn)子直徑為60微米和100微米的硅微型靜電電機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動(dòng)結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力，在國際上引起轟動(dòng)，科幻小說中描述把自己變成小昆蟲鉆到別人的居室或心臟中去的場(chǎng)景將要成為現(xiàn)實(shí)展現(xiàn)在人們面前。同時(shí)，也標(biāo)志著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的誕生。

微電子機(jī)械系統(tǒng)是以微電子、微機(jī)械及材料科學(xué)為基礎(chǔ)，研究、設(shè)計(jì)和制造具有特定功能的微型裝置（包括微結(jié)構(gòu)器件、微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)等方面）的一門科學(xué)。

1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，但直到1962年才出44世界上第一個(gè)微靜電馬達(dá)世界上第一個(gè)微靜電馬達(dá)45WhatisthepeculiarityofMEMStechnology?MEMS是受到集成電路工藝的啟發(fā)而發(fā)展起來的，它不僅具有集成電路系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)集約了多種學(xué)科發(fā)展的尖端成果。

1、微型化特點(diǎn)

2、多樣化特點(diǎn)3、穩(wěn)定性特點(diǎn)

4、集成化特點(diǎn)5、批量化特點(diǎn)

6、廣義化特點(diǎn)

WhatisthepeculiarityofME46MEMS的應(yīng)用MEMS的應(yīng)用47ApplicationFieldsofMEMS

由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗小、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異、功能強(qiáng)大、可以批量生產(chǎn)等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。ApplicationFieldsofMEMS48MEMS傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合在汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、減震系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等。GPS定位系統(tǒng).*在汽車?yán)镒鳛榧铀俦韥砜刂婆鲎矔r(shí)安全氣囊防護(hù)系統(tǒng)的施用*在汽車?yán)镒鳛橥勇輥頊y(cè)定汽車傾斜，控制動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)*在輪胎里作為壓力傳感器，在汽車上的應(yīng)用MEMS傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合在汽車自動(dòng)駕駛、汽車49MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件50MEMS已在空間超微型衛(wèi)星上得到應(yīng)用,該衛(wèi)星外形尺寸為2.54cm×7.62cm×10.6cm,重量僅為250g。2000年1月,發(fā)射的兩顆試驗(yàn)小衛(wèi)星是證明空基防御能力增強(qiáng)的一個(gè)范例。對(duì)小衛(wèi)星試驗(yàn)來說幸運(yùn)的是,因其飛行壽命短,所以,暴露在宇宙輻射之下并不是關(guān)鍵問題。小衛(wèi)星上基于硅的RF開關(guān)在太空應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,這得益于它的超微小尺寸。作為一個(gè)在海上應(yīng)用的實(shí)例,MEMS引信/保險(xiǎn)和引爆半導(dǎo)體,微電子,集成電路,IC,工藝,設(shè)計(jì),器件,封裝,測(cè)試,F/SA裝置已成功地用于潛艇魚雷對(duì)抗武器上。引信/保險(xiǎn)和引爆裝置的工作包括3個(gè)獨(dú)立步驟:發(fā)射魚雷后,解除炸藥保險(xiǎn)、引爆引信和防止在不正確時(shí)間爆炸保險(xiǎn)。使用鍍有金屬層的硅結(jié)合巧妙的封裝技術(shù),MEMSF/SA器件要比傳統(tǒng)的裝置小1個(gè)數(shù)量級(jí),可安裝在15.88cm的魚雷上,這是其他方法做不到的.在軍事上的應(yīng)用MEMS已在空間超微型衛(wèi)星上得到應(yīng)用,該衛(wèi)星外形尺寸為251國外MEMS技術(shù)在引信中的應(yīng)用MEMS技術(shù)在精確打擊彈藥引信中的應(yīng)用美國FMU2159/B硬目標(biāo)侵徹靈巧引信及加速度計(jì)國外MEMS技術(shù)在引信中的應(yīng)用MEMS技術(shù)在精確打擊彈藥52MEMS技術(shù)在靈巧彈藥引信中的應(yīng)用采用MEMS技術(shù)的彈道修正引信裝有彈道修正引信的MK64制導(dǎo)炮彈MEMS技術(shù)在靈巧彈藥引信中的應(yīng)用采用MEMS技術(shù)的彈53

MEMS技術(shù)在輕武器面殺傷彈藥引信中的應(yīng)用單兵20mm高爆榴彈微機(jī)電引信

MEMS技術(shù)在輕武器面殺傷彈藥引信中的應(yīng)用單兵2054在1995年的國際會(huì)議上已有人正式提出研制全硅衛(wèi)星的概念。即整個(gè)衛(wèi)星由硅太陽能電池板、硅導(dǎo)航模塊、硅通信模塊等組合而成,這樣,可使整個(gè)衛(wèi)星的質(zhì)量縮小到以kg計(jì)算,從而使衛(wèi)星的成本大幅度降低。美國提出的硅固態(tài)衛(wèi)星的概念圖，這個(gè)衛(wèi)星除了蓄電池外，全由硅片構(gòu)成，直徑僅15cm。航空航天的應(yīng)用在1995年的國際會(huì)議上已有人正式提出研制全硅衛(wèi)星的概念55

微機(jī)械技術(shù)在生物醫(yī)療中的應(yīng)用尤其令人驚嘆。例如:將微型傳感器用口服或皮下注射法送入人體,就可對(duì)體內(nèi)的五臟六腑進(jìn)行直接有效的監(jiān)測(cè)。將特制的微型機(jī)器人送入人體,可刮去導(dǎo)致心臟病的油脂沉積物,除去體內(nèi)的膽固醇,可探測(cè)和清除人體內(nèi)的癌細(xì)胞,進(jìn)行視網(wǎng)膜開刀時(shí),大夫可將遙控機(jī)器人放入眼球內(nèi),在細(xì)胞操作、細(xì)胞融合、精細(xì)外科、血管、腸道內(nèi)自動(dòng)送藥等方面應(yīng)用甚廣。MEMS的微小可進(jìn)入很小的器官和組織和智能能自動(dòng)地進(jìn)行細(xì)微精確的操作的特點(diǎn),可大大提高介入治療的精度,直接進(jìn)入相應(yīng)病變地進(jìn)行工作,降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。同微電子,集成電路,IC,工藝,設(shè)計(jì),器件,封裝,測(cè)試,MEMS時(shí),可進(jìn)行基因分析和遺傳診斷,利用微加工技術(shù)制造各種微泵、微閥、微攝子、微溝槽、微器皿和微流量計(jì)的器件適合于操作生物細(xì)胞和生物大分子。所以,微機(jī)械在現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)中的應(yīng)用潛力巨大,為人類最后征服各種絕癥延長壽命帶來了希望。生物醫(yī)療和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用微機(jī)械技術(shù)在生物醫(yī)療中的應(yīng)用尤其令人驚嘆。例如:56OMOM智能膠囊消化道內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（簡稱“膠囊內(nèi)鏡”）

金山科技集團(tuán)研制的膠囊內(nèi)鏡“膠囊內(nèi)鏡”是集圖像處理、信息通訊、光電工程、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科技術(shù)為一體的典型的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）高科技產(chǎn)品，由智能膠囊、圖像記錄儀、手持無線監(jiān)視儀、影像分析處理軟件等組成。

工作時(shí)間：8小時(shí)左右

視角度：140度

視距：3cm

分辨力：0.1mm

體積：13mm×27.9mm

重量：<6g

外殼：無毒耐酸耐堿高分子材料圖象記錄儀OMOM智能膠囊消化道內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（簡稱“膠囊內(nèi)鏡”）金山57OMOM膠囊內(nèi)鏡的工作原理是：患者像服藥一樣用水將智能膠囊吞下后，它即隨著胃腸肌肉的運(yùn)動(dòng)節(jié)奏沿著胃→十二指腸→空腸與回腸→結(jié)腸→直腸的方向運(yùn)行，同時(shí)對(duì)經(jīng)過的腔段連續(xù)攝像，并以數(shù)字信號(hào)傳輸圖像給病人體外攜帶的圖像記錄儀進(jìn)行存儲(chǔ)記錄，工作時(shí)間達(dá)6～8小時(shí)，在智能膠囊吞服8～72小時(shí)后就會(huì)隨糞便排出體外。醫(yī)生通過影像工作站分析圖像記錄儀所記錄的圖像就可以了解病人整個(gè)消化道的情況，從而對(duì)病情做出診斷。

影像工作站

優(yōu)點(diǎn):操作簡單:整個(gè)檢查僅為吞服膠囊、記錄與回放觀察三個(gè)過程。醫(yī)生只需在回放觀察過程中，通過拍攝到的圖片即可對(duì)病情做出準(zhǔn)確判斷。安全衛(wèi)生:膠囊為一次性使用，避免交叉感染;外殼采用不能被消化液腐蝕的醫(yī)用高分子材料，對(duì)人體無毒、無刺激性,能夠安全排出體外。擴(kuò)展視野:全小腸段真彩色圖像清晰微觀，突破了小腸檢查的盲區(qū)，大大提高了消化道疾病診斷檢出率。方便自如:患者無須麻醉、無須住院，行動(dòng)自由，不耽誤正常的工作和生活。OMOM膠囊內(nèi)鏡的工作原理是：患者像服藥一樣用水將智能膠囊吞58

這個(gè)一次性胰島素注射泵融合了Debiotech的胰島素輸注系統(tǒng)技術(shù)和ST的微射流MEMS芯片的量產(chǎn)能力。納米泵的尺寸只有現(xiàn)有胰島素泵的四分之一.微射流技術(shù)還能更好地控制胰島素液的注射量，更精確地模仿胰島自然分泌胰島素的過程，同時(shí)還能檢測(cè)泵可能發(fā)生的故障，更好地保護(hù)患者的安全。成本非常低廉。

胰島素注射泵療法或者連續(xù)皮下注射胰島素（CSII）可以替代一天必須輸注幾次的單次胰島素注射法，這種療法越來越被人們看好。按照CSII治療方法，糖尿病患者連接一個(gè)可編程的注射泵，注射泵與一個(gè)貯液器相連，胰島素就從這個(gè)貯液器輸注到人體皮下組織內(nèi)，在一天的輸液過程中，可根據(jù)病人的情況設(shè)定液量。微射流MEMS技術(shù)應(yīng)用于糖尿病治療.這個(gè)一次性胰島素注射泵融合了Debiotech59數(shù)字微鏡裝置可被用來作投影顯示器（DMD）。圖示為美國TI公司研制的DMD，它通過可以旋轉(zhuǎn)10的扭轉(zhuǎn)鏡來完成投影顯示的。微鏡通過支撐柱和扭轉(zhuǎn)梁懸于基片上，每個(gè)微鏡下都有驅(qū)動(dòng)電極，在下電極與微鏡間加一定的電壓，靜電力使微鏡傾斜輸入光被反射至鏡頭、投影到屏幕上。未加電壓的微鏡處的光線反射至鏡頭外。這樣，微鏡使每點(diǎn)產(chǎn)生明暗，投影出圖象。其他應(yīng)用投影顯示器數(shù)字微鏡裝置可被用來作投影顯示器（DMD）。圖示為美國TI公60MEMS技術(shù)與其應(yīng)用(整理版)課件61仿生學(xué)中的應(yīng)用（仿生纖毛）地下水流微傳感器仿生學(xué)中的應(yīng)用（仿生纖毛）地下水流微傳感器62FieldofResearch理論基礎(chǔ)：在當(dāng)前MEMS所能達(dá)到的尺度下，宏觀世界基本的物理規(guī)律仍然起作用，但由于尺寸縮小帶來的影響（ScalingEffects），許多物理現(xiàn)象與宏觀世界有很大區(qū)別，因此許多原來的理論基礎(chǔ)都會(huì)發(fā)生變化，如力的尺寸效應(yīng)、微結(jié)構(gòu)的表面效應(yīng)、微觀摩擦機(jī)理等，因此有必要對(duì)微動(dòng)力學(xué)、微流體力學(xué)、微熱力學(xué)、微摩擦學(xué)、微光學(xué)和微結(jié)構(gòu)學(xué)進(jìn)行深入的研究。技術(shù)基礎(chǔ)：設(shè)計(jì)、工藝加工(高深寬比多層微結(jié)構(gòu))、微裝配工藝、微系統(tǒng)的測(cè)量等。應(yīng)用研究：如何應(yīng)用這些MEMS系統(tǒng)也是一門非常重要的學(xué)問。人們不僅要開發(fā)各種制造MEMS的技術(shù)，更重要的是如何將MEMS器件用于實(shí)際系統(tǒng)，并從中受益。FieldofResearch理論基礎(chǔ)：在當(dāng)前MEMS所63

MEMS器件根據(jù)其特性分成微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)器件、微機(jī)械光學(xué)器件等。微傳感器機(jī)械類化學(xué)類磁學(xué)類生物類