基于MEMS技术的SAW器件的工作模式和原理: 声表面波器件一般使用压电晶体(例如石英晶体等)作为媒介,然后通过外加一正电压产生声波,并通过衬底进行传播,然后转换成电信号输出。声表面波传感器中起主导作用的主要是压电效应,其设计时需要考虑多种因素:如相对尺寸、敏感性、效率等。一般地,无线无源声表面波传感器的信号频率范围从40MHz 到几个GHz。图2 所示为声表面波传感器常见的结构,主要部分包括压电衬底天线、敏感薄膜、IDT等 。传感器的敏感层通过改变声表面波的速度来实现频率的变化。 无线无源声表面波系统包:发射器、接收器、声表面波器件、通信频道。发射器和接收器组合成收发器或者解...
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 运动追踪在运动员的日常训练中,MEMS传感器可以用来进行3D人体运动测量,通过基于声学TOF,或者基于光学的TOF技术,对每一个动作进行记录,教练们对结果分析,反复比较,以便提高运动员的成绩。随着MEMS技术的进一步发展,MEMS传感器的价格也会随着降低,这在大众健身房中也可以广泛应用。在滑雪方面,3D运动追踪中的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪以及GPS可以让使用者获得极精确的观察能力,除了可提供滑雪板的移动数据外,还可以记录使用者的位置和距离。在冲浪方面也是如此,安装在冲浪板上的3D运动追踪,可以记录海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温以...
MEMS研究内容一般可以归纳为以下三个基本方面: 1.理论基础: 在当前MEMS所能达到的尺度下,宏观世界基本的物理规律仍然起作用,但由于尺寸缩小带来的影响(Scaling Effects),许多物理现象与宏观世界有很大区别,因此许多原来的理论基础都会发生变化,如力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观摩擦机理等,因此有必要对微动力学、微流体力学、微热力学、微摩擦学、微光学和微结构学进行深入的研究。这一方面的研究虽然受到重视,但难度较大,往往需要多学科的学者进行基础研究。2. 技术基础研究:主要包括微机械设计、微机械材料、微细加工、微装配与封装、集成技术、微测量等技术基础研究。3. 微机械在各学科...
主要由传感器、作动器(执行器)和微能源三大部分组成,但现在其主要都是传感器比较多。 特点:1.和半导体电路相同,使用刻蚀,光刻等微纳米MEMS制造工艺,不需要组装,调整;2.进一步的将机械可动部,电子线路,传感器等集成到一片硅板上;3.它很少占用地方,可以在一般的机器人到不了的狭窄场所或条件恶劣的地方使用4.由于工作部件的质量小,高速动作可能;5.由于它的尺寸很小,热膨胀等的影响小;6.它产生的力和积蓄的能量很小,本质上比较安全。 MEMS的超透镜是什么?重庆个性化MEMS微纳米加工 MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 运动追踪在运动员的日常训练中,MEMS传感器可以用来进...
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 1、医疗MEMS传感器应用于无创胎心检测,检测胎儿心率是一项技术性很强的工作,由于胎儿心率很快,在每分钟l20~160次之间,用传统的听诊器甚至只有放大作用的超声多普勒仪,用人工计数很难测量准确。具有数字显示功能的超声多普勒胎心监护仪,价格昂贵,少数大医院使用,在中、小型医院及广大的农村地区无法普及。此外,超声振动波作用于胎儿,会对胎儿产生很大的不利作用。尽管检测剂量很低,也属于有损探测范畴,不适于经常性、重复性的检查及家庭使用。而采用PMUT、或者CMUT的超声技术,可以探测或成像方式来呈现监测对象的准确的测量。 MEMS声表面波(即SAW)器...
MEMS制作工艺-声表面波器件SAW: 声表面波是一种沿物体表面传播的弹性波,它能够在兼作传声介质和电声换能材料的压电基底材料表面进行传播。它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理。因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。随着微机电系统(MEMS)技术的发展进步,声表面波研究向诸多领域进行延伸研究。上世纪90年代,已经实现了利用声表面波驱动固体。进入二十一世纪,声表面波SAW在微流体应用研究取得了巨大的发展。应用声表面波器件可以实现固体驱动、液滴驱动、微加热、微粒集聚\...
MEMS超表面对光电特性的调控: 1.超表面meta-surface对相位的调控:相位是电磁波的一个重要属性,等相位面决定了电磁波的传播方向,一副图像的相位则包含了其立体信息。通过控制电磁波的相位,可以实现光束偏转、超透镜、超全息、涡旋光产生、编码、隐身、幻像等功能。 2.超表面meta-surface对电磁波多个自由度的联合调控:超表面可以实现对电磁波相位、振幅、偏振等自由度的同时调控。比如,通过对电磁波的相位和振幅的联合调控,可以实现立体超全息,通过对电磁波的相位和偏振的联合调控,可以实现矢量涡旋光;通过对电磁波的相位和频率的联合调控,可以实现非线性超透镜等功能。 3...
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点: 1.声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。在VHF和UHF波段内,电磁波器件的尺寸是与波长相比拟的。同理,作为电磁器件的声学模拟声表面波器件SAW,它的尺寸也是和信号的声波波长相比拟的。因此,在同一频段上,声表面波器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸减小了很多,重量也随之大为减轻。 2.由于声表面波系沿固体表面传播,加上传播速度极慢,这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上。于是当信号在器件的输入和输出端之间行进时,就容易对信号进行取样和变换。这就给声表面波器件以极大的灵活性,使它...
MEMS超表面对特性的调控: 1.超表面meta-surface对偏振的调控:在偏振方面,超表面可实现偏振转换、旋光、矢量光束产生等功能。 2.超表面meta-surface对振幅的调控。超表面可以实现光的非对称透过、消反射、增透射、磁镜、类EIT效应等。 3.超表面meta-surface对频率的调控。超表面的微结构在共振情况下可实现较强的局域场增 强,利用这些局域场增大效应,可以实现非线性信号或荧光信号的增强。在可见光波段,不同频率的光对应不同的颜色,超表面的频率选择特性可以用于实现结构色。我们在自然界中看到的颜色从产生原理上可以分为两大类,一类是由材料的反射、吸收、...
MEMS制作工艺-微流控芯片: 1.微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(通道、反应室和其它某些功能部件)至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构,流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。因此发展出独特的分析产生的性能。 2.微流控芯片的特点及发展优势:微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点,它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析,并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。 3.其产生的应用目的是实现微全分析系统的目标-芯片实验室 4.目前工作发展的重点应用...
MEMS技术的主要分类:生物MEMS技术是用MEMS技术制造的化学/生物微型分析和检测芯片或仪器,统称为Bio-sensor技术,是一类在衬底上制造出的微型驱动泵、微控制阀、通道网络、样品处理器、混合池、计量、增扩器、反应器、分离器以及检测器等元器件并集成为多功能芯片。可以实现样品的进样、稀释、加试剂、混合、增扩、反应、分离、检测和后处理等分析全过程。它把传统的分析实验室功能微缩在一个芯片上。生物MEMS系统具有微型化、集成化、智能化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系统与外部连接少、实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究已成为热点,不久将为生物、化学分析系统带来一...
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点: 1.声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。在VHF和UHF波段内,电磁波器件的尺寸是与波长相比拟的。同理,作为电磁器件的声学模拟声表面波器件SAW,它的尺寸也是和信号的声波波长相比拟的。因此,在同一频段上,声表面波器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸减小了很多,重量也随之大为减轻。 2.由于声表面波系沿固体表面传播,加上传播速度极慢,这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上。于是当信号在器件的输入和输出端之间行进时,就容易对信号进行取样和变换。这就给声表面波器件以极大的灵活性,使它...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 1.体硅刻蚀:一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材,如压力传感器即为一例,即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞,但未蚀穿正面,在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆,不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点,当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时,是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率,一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时,工艺中很少需要垂直的侧壁。 2.准确刻蚀:精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 3.绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tilting mirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材...
MEMS制作工艺-太赫兹超材料器件应用前景: 在通信系统、雷达屏蔽、空间勘测等领域都有着重要的应用前景,近年来受到学术界的关注。基于微米纳米技术设计的周期微纳超材料能够在太赫兹波段表现出优异的敏感特性,特别是可与石墨烯二维材料集成设计,获得更优的频谱调制特性。因此、将太赫兹超材料和石墨烯二维材料集成,通过理论研究、软件仿真、流片测试实现了石墨烯太赫兹调制器的制备。能够在低频带滤波和高频带超宽带滤波的太赫兹滤波器,通过测试验证了理论和仿真的正确性,将超材料与石墨烯集成制备的太赫兹调制器可对太赫兹波进行调制。 MEMS传感器基本构成是什么?MEMS微纳米加工组成 MEMS超表面对特性的...
基于MEMS技术的SAW器件: 声表面波(SAW)传感器是近年来发展起来的一种新型微声传感器,是种用声表面波器件作为传感元件,将被测量的信息通过声表面波器件中声表面波的速度或频率的变化反映出来,并转换成电信号输出的传感器。 声表面波传感器能够精确测量物理、化学等信息(如温度、应力、气体密度)。由于体积小,声表面波器件被誉为开创了无线、小型传感器的新纪元,同时,其与集成电路兼容性强,在模拟数字通信及传感领域获得了广泛的应用。 声表面波传感器能将信号集中于基片表面、工作频率高,具有极高的信息敏感精度,能迅速地将检测到的信息转换为电信号输出,具有实时信息检测的特性,...
MEMS制作工艺柔性电子: 柔性电子(Flexible Electronics)是一种技术的通称,是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。相对于传统电子,柔性电子具有更大的灵活性,能够在一定程度上适应不同的工作环境,满足设备的形变要求。但是相应的技术要求同样制约了柔性电子的发展。首先,柔性电子在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性,对电路的制作材料提出了新的挑战和要求;其次,柔性电子的制备条件以及组成电路的各种电子器件的性能相对于传统的电子器件来说仍然不足,也是其发展的一大难题。 MEMS的研究内容与方向是什么?甘肃MEMSMEMS微纳米加工 光学领...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 高深宽比:硅蚀刻工艺通常需要处理高深宽比的问题,如应用在回转仪(gyroscopes)及硬盘机的读取头等微机电组件即为此例。另外,此高深宽比的特性也是发展下一代晶圆级的高密度构造连接上的解决方案。考虑到有关高深宽比的主要问题,是等离子进出蚀刻反应区的状况:包括蚀刻剂进入蚀刻接口的困难程度(可借助离子击穿高分子蔽覆层实现),以及反应副产品受制于孔洞中无法脱离。在一般的等离子压力条件下,离子的准直性(loncollimation)运动本身就会将高深宽比限制在约50:1。另外,随着具线宽深度特征离子的大量转移,这些细微变化可能会改变蚀刻过程中的轮廓。一般说...
MEMS特点: 1.微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。 2.以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。 3.批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。批量生产可降低生产成本。 4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。 5....
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 2、汽车MEMS压力传感器主要应用在测量气囊压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力及轮胎压力。这种传感器用单晶硅作材料,以采用MEMS技术在材料中间制作成力敏膜片,然后在膜片上扩散杂质形成四只应变电阻,再以惠斯顿电桥方式将应变电阻连接成电路,来获得高灵敏度。车用MEMS压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式等几种常见的形式。而MEMS加速度计的原理是基于牛顿的经典力学定律,通常由悬挂系统和检测质量组成,通过微硅质量块的偏移实现对加速度的检测,主要用于汽车安全气囊系统、防滑系统、汽车导航系统和防盗系统等,除了有电容式、压阻式以外...
MEMS制作工艺柔性电子的研究发展: 在近的10年间,康奈尔大学、普林斯顿大学、哈佛大学、西北大学、剑桥大学等国际有名的大学都先后建立了柔性电子技术专门研究机构,对柔性电子的材料、器件与工艺技术进行了大量研究。柔性电子技术同样引起了我国研究人员的高度关注与重视,在柔性电子有机材料制备、有机电子器件设计与应用等方面开展了大量的基础研究工作,并取得了一定进展。中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院化学研究所、中国科学技术大学、华南理工大学、清华大学、西北工业大学、西安电子科技大学、天津大学、浙江大学、武汉大学、复旦大学、南京邮电大学、上海大学等单位在有机光电(高)分子材料和器件、发...
MEMS继电器与开关。其优势是体积小(密度高,采用微工艺批量制造从而降低成本),速度快,有望取代带部分传统电磁式继电器,并且可以直接与集成电路IC集成,极大地提高产品可靠性。其尺寸微小,接近于固态开关,而电路通断采用与机械接触(也有部分产品采用其他通断方式),其优势劣势基本上介于固态开关与传统机械开关之间。MEMS继电器与开关一般含有一个可移动悬臂梁,主要采用静电致动原理,当提高触点两端电压时,吸引力增加,引起悬臂梁向另一个触电移动,当移动至总行程的1/3时,开关将自动吸合(称之为pullin现象)。pullin现象在宏观世界同样存在,但是通过计算可以得知所需的阈值电压高得离谱,所以我们日常中...
MEMS的采样精度,速度,适用性都可以达到较高水平,同时由于其体积优势可直接植入人体,是医疗辅助设备中关键的组成部分。传统大型医疗器械优势明显,精度高,但价格昂贵,普及难度较大,且一般一台设备只完成单一功能。相比之下,某些医疗目标可以通过MEMS技术,利用其体积小的优势,深入接触测量目标,在达到一定的精度下,降低成本,完成多重功能的整合。以近期所了解的一些MEMS项目为例,通过MEMS生物传感器对体内某些指标进行测量,同时MEMS执行器(actuator)可直接作用于病变组织进行更直接的医疗,同时系统可以通过MEMS能量收集器进行无线供电,多组单元可以通过MEMS通信器进行信息传输。个人认为,...
MEMS技术的主要分类:光学方面相关的资料与技术。光学随着信息技术、光通信技术的迅猛发展,MEMS发展的又一领域是与光学相结合,即综合微电子、微机械、光电子技术等基础技术,开发新型光器件,称为微光机电系统(MOEMS)。微光机电系统(MOEMS)能把各种MEMS结构件与微光学器件、光波导器件、半导体激光器件、光电检测器件等完整地集成在一起。形成一种全新的功能系统。MOEMS具有体积小、成本低、可批量生产、可精确驱动和控制等特点。MEMS技术的主要分类有哪些?甘肃MEMS微纳米加工服务MEMS的采样精度,速度,适用性都可以达到较高水平,同时由于其体积优势可直接植入人体,是医疗辅助设备中关键的组成...
MEMS研究内容一般可以归纳为以下三个基本方面: 1.理论基础: 在当前MEMS所能达到的尺度下,宏观世界基本的物理规律仍然起作用,但由于尺寸缩小带来的影响(Scaling Effects),许多物理现象与宏观世界有很大区别,因此许多原来的理论基础都会发生变化,如力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观摩擦机理等,因此有必要对微动力学、微流体力学、微热力学、微摩擦学、微光学和微结构学进行深入的研究。这一方面的研究虽然受到重视,但难度较大,往往需要多学科的学者进行基础研究。2. 技术基础研究:主要包括微机械设计、微机械材料、微细加工、微装配与封装、集成技术、微测量等技术基础研究。3. 微机械在各学科...
智能手机迎5G换机潮,传感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速渗透,拉动智能手机市场恢复增长:今年10月份国内5G手机出货量占比已达64%;智能手机整体出货量方面,在5G的带动下,根据IDC今年的预测,2021年智能手机出货量相比2020年将增长11.6%,2020-2024年CAGR达5.2%。另一方面,单机传感器和RFMEMS用量不断提升,以iPhone为例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手机智能化程度不断升,功能不断丰富,指纹识别、3Dtouch、ToF、麦克风组合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得传感器数量(包含非MEMS传感器)由当初的...
MEMS继电器与开关。其优势是体积小(密度高,采用微工艺批量制造从而降低成本),速度快,有望取代带部分传统电磁式继电器,并且可以直接与集成电路IC集成,极大地提高产品可靠性。其尺寸微小,接近于固态开关,而电路通断采用与机械接触(也有部分产品采用其他通断方式),其优势劣势基本上介于固态开关与传统机械开关之间。MEMS继电器与开关一般含有一个可移动悬臂梁,主要采用静电致动原理,当提高触点两端电压时,吸引力增加,引起悬臂梁向另一个触电移动,当移动至总行程的1/3时,开关将自动吸合(称之为pullin现象)。pullin现象在宏观世界同样存在,但是通过计算可以得知所需的阈值电压高得离谱,所以我们日常中...
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 2、汽车MEMS压力传感器主要应用在测量气囊压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力及轮胎压力。这种传感器用单晶硅作材料,以采用MEMS技术在材料中间制作成力敏膜片,然后在膜片上扩散杂质形成四只应变电阻,再以惠斯顿电桥方式将应变电阻连接成电路,来获得高灵敏度。车用MEMS压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式等几种常见的形式。而MEMS加速度计的原理是基于牛顿的经典力学定律,通常由悬挂系统和检测质量组成,通过微硅质量块的偏移实现对加速度的检测,主要用于汽车安全气囊系统、防滑系统、汽车导航系统和防盗系统等,除了有电容式、压阻式以外...
主要由传感器、作动器(执行器)和微能源三大部分组成,但现在其主要都是传感器比较多。 特点:1.和半导体电路相同,使用刻蚀,光刻等微纳米MEMS制造工艺,不需要组装,调整;2.进一步的将机械可动部,电子线路,传感器等集成到一片硅板上;3.它很少占用地方,可以在一般的机器人到不了的狭窄场所或条件恶劣的地方使用4.由于工作部件的质量小,高速动作可能;5.由于它的尺寸很小,热膨胀等的影响小;6.它产生的力和积蓄的能量很小,本质上比较安全。 基于MEMS技术的SAW器件是什么?哪些是MEMS微纳米加工MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。MEMS技术的...
MEMS组合惯性传感器不是一种新的MEMS传感器类型,而是指加速度传感器、陀螺仪、磁传感器等的组合,利用各种惯性传感器的特性,立体运动的检测。组合惯性传感器的一个被广为熟悉的应用领域就是惯性导航,比如飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GPS导航等制导应用。 惯性传感器分为两大类:一类是角速率陀螺;另一类是线加速度计。角速率陀螺又分为:机械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑气浮角速率陀螺;挠性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球谐振角速率陀螺等);光纤角速率陀螺;激光角速率陀螺等。线加速度计又分为:机械式线加速度计;挠性线加速度计;MEMS硅﹑石英线...