MEMS/MEMS壓力傳感器

什么是MEMS?

　　MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的縮寫(xiě)，即微電子機(jī)械系統(tǒng)。微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)是建立在微米/納米技術(shù)(micro/nanotechnology)基礎(chǔ)上的21世紀(jì)前沿技術(shù)，是指對(duì)微米/納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測(cè)量和控制的技術(shù)。它可將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)集成為一個(gè)整體單元的微型系統(tǒng)。這種 微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅能夠采集、處理與發(fā)送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據(jù)外部的指令采取行動(dòng)。它用微電子技術(shù)和微加工技術(shù)(包括硅體微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片鍵合等技術(shù))相結(jié)合的制造工藝，制造出各種性能優(yōu)異、價(jià)格低廉、微型化的傳感器、執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器和微系統(tǒng)。 微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型多學(xué)科交叉的技術(shù)，該技術(shù)將對(duì)未來(lái)人類(lèi)生活產(chǎn)生革命性的影響。它涉及機(jī)械、電子、化學(xué)、物理、光學(xué)、生物、材料等多學(xué)科。

　　MEMS壓力傳感器

　　MEMS壓力傳感器是具有電源、接口電路、執(zhí)行器、微型傳感器和信號(hào)處理的微型的機(jī)電系統(tǒng)。它可以使用在制作工藝和電路設(shè)計(jì)上，低成本而高精度地進(jìn)行大量的生產(chǎn)。其實(shí)傳統(tǒng)的壓力傳感器是在當(dāng)金屬?gòu)椥泽w受到外力的作用而導(dǎo)致變形的時(shí)候，經(jīng)過(guò)機(jī)械量的彈性的變形，然后待電量轉(zhuǎn)換之后再輸出，因此，MEMS壓力傳感器的優(yōu)越性有很多，尺寸很小，性價(jià)比很高。它主要分為兩種：硅電容式和硅壓阻式。

　　根據(jù)MEMS的有關(guān)技術(shù)，制造出電容式傳感器的形狀為橫隔柵狀的，上面跟下面的兩根橫隔柵就可以組成一組傳感器。當(dāng)上橫隔柵受到壓力作用的時(shí)候，就會(huì)向下移動(dòng)，接著，就會(huì)使上面跟下面的兩根橫隔柵之間的距離發(fā)生改變，換句話說(shuō)，板之間的電容量就會(huì)發(fā)生變化。硅壓阻式壓力傳感器使用了精密度很高的半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片來(lái)形成惠更斯電橋，這樣就可以利用它來(lái)作為力電變換來(lái)測(cè)量有關(guān)的電路。它的成本較低、功耗較低、測(cè)量的精密度較高。這種傳感器，如果壓力沒(méi)有發(fā)生變化，那么它的輸出就為零，所以幾乎是不需要耗電的。

　　而MEMS硅壓阻式壓力傳感器就是應(yīng)用了四周的固定、形狀為圓形的應(yīng)力杯硅薄膜的內(nèi)壁，同時(shí)應(yīng)用MEMS的有關(guān)技術(shù)，可以直接地把四個(gè)精密度高的半導(dǎo)體應(yīng)變片直接地刻制到它的表層應(yīng)力最大的地方，這樣就可以形成惠更斯電橋，因此可以作為力電變換來(lái)測(cè)量電路了，這是直接地把壓力轉(zhuǎn)換成為電量而測(cè)量的。

　　MEMS壓力傳感器的應(yīng)用非常廣泛，工業(yè)電子：工業(yè)配料稱重、數(shù)字流量表以及數(shù)字壓力表等等。消費(fèi)電子：太陽(yáng)能熱水器用液位控制壓力傳感器、洗碗機(jī)、飲水機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)壓力傳感器，微波爐、健康秤以及血壓計(jì)等等。汽車(chē)電子：柴油機(jī)的共軌壓力傳感器、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器、汽車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)的空氣壓力傳感器以及發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力傳感器等等。

　　現(xiàn)在很多集成電路之中的四寸圓形的晶片的很多工藝都是MENS生產(chǎn)出來(lái)所用的。但一定要加上三個(gè)MEMS工藝的特有設(shè)備：鍵合機(jī)、雙面光刻機(jī)以及濕法腐蝕臺(tái)。對(duì)于壓力傳感器生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，一定要加上價(jià)格很昂貴的標(biāo)準(zhǔn)的壓力檢測(cè)的設(shè)備。而MEMS生產(chǎn)商，他們很需要開(kāi)拓消費(fèi)電子和汽車(chē)電子的范疇的渠道以及銷(xiāo)售的經(jīng)驗(yàn)。尤其是汽車(chē)電子，它對(duì)于MEMS壓力傳感器來(lái)說(shuō)，是越加的重要，在最近幾年的時(shí)間里，它的需求量增加得很快。例如：捷伸電子每一年對(duì)它的需求量已經(jīng)達(dá)到二百到三百萬(wàn)個(gè)了。隨著科技的進(jìn)步，MEMS壓力傳感器在市場(chǎng)上的需求量會(huì)越來(lái)越大的，而且它的發(fā)展前景無(wú)比廣闊。