微機電系統的研究與應用

肖 順

(南昌航空大學，江西 南昌 330063)

微機電系統(micro-electro-mechanical,簡稱MEMS)一詞源于美國，日本稱為微機械(micro-machining),歐洲稱為微系統(microsystem)是指利用微電子精細加工手段制造微米量級內的設計和制造技術。美國北卡羅納州科研三角園主任克倫·馬卡斯說過：“微系統就像塑料一樣到處都用，像細菌一樣無孔不入。”因此微系統將成為21世紀最具挑戰性的科學技術領域之一，它將使人類認識、改造世界的能力有巨大的突破。同時，微機電系統作為新興的高新技術產業，將成為世界矚目的最具潛力的科學技術之一。

1 微機電系統及其特點

微機電系統是指外形輪廓尺寸在毫米量級以下，構成它的機械零件和半導體元器件尺寸在微米至納米量級(10-6～10-9m),可對聲、光、熱、磁、運動等自然信息進行感知、識別、控制和處理的微型機電裝置。MEMS主要包括三個部分，即微型傳感器、執行器和相應的處理電路。自然界的各種信息作為輸入信號首先通過微傳感器轉化成電信號，經信號處理后再由微執行器對外界發生作用。微傳感器能實現能量的轉化，從而將加速度和熱等信號轉換成系統能夠處理的電信號。微執行器就是根據信號處理來控制電路發出的指令，自動地完成人們所需要的各種功能。信號處理部分能夠根據控制電路來進行信號的轉換、放大及計算等處理。MEMS系統還能通過光、電、磁等形式與外界進行通訊，并顯示輸出信號，或與其它系統協同工作，從而構成一個更加完整的系統。……