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1、第第1 1章章 绪论绪论( (第第1 1部分部分) )oMEMSMEMS研究发展史研究发展史nMEMSMEMS概念概念nMEMSMEMS技术发展概况技术发展概况n器件及应用实例器件及应用实例oMEMSMEMS的本质特征的本质特征n小型化小型化n微电子集成微电子集成n高精度的批量制造高精度的批量制造o器件：传感器与执行器器件：传感器与执行器n能量域与换能器能量域与换能器n传感器传感器n执行器执行器oMEMSMEMS与微电子学与微电子学What ？MEMS研研究究发发展展史史 MEMS基基本本概概念念各个国家不同的定义各个国家不同的定义o美国：微型机电系统美国：微型机电系统nMEMS:Microe
2、lectromechanicalsystemo日本：微机械日本：微机械nMicromachineo欧洲：微系统欧洲：微系统nMicrosystem尺度尺度FactorPrefixSymbolFactorPrefixSymbol10+24yottaY10-24yoctoy10+21zettaZ10-21zeptoz10+18exaE10-18attoa10+15petaP10-15femtof10+12teraT10-12picop10+9 giga G10-9nanon10+6 mega M10-6micro 10+3 kilo k10-3millim10+2hectoh10-2centic1
3、0+1decada10-1decid典型尺寸典型尺寸o1 1光年光年=9.4610=9.46101515米米o美特好到中北大学美特好到中北大学1515公里公里o人身高人身高1.1.x米米o小米直径小米直径1 1毫米毫米o红细胞直径红细胞直径8 8微米微米o可见光波长可见光波长380-780380-780纳米纳米o氢原子直径氢原子直径0.10.1纳米，质子直径纳米，质子直径1.6101.610-15-15米米1 cm beetle 甲虫甲虫1 mm head louse 跳蚤跳蚤100 m hair 头发头发 10 m blood cells 血球血球 1 m bacteria 细菌细菌100
4、nm virus 病毒病毒 10 nm IC features 线宽线宽 1 nm DNA双螺旋结构双螺旋结构 0.1-0.3nm atom 原子原子自然的微小世界自然的微小世界微型车床微型车床 Micro Micro Lathe- Lathe-JapanJapan小汽车小汽车和米粒和米粒Mini Car Mini Car and Riceand Rice - - ToyotaToyota微型微型飞行器飞行器Micro Micro Aerial Aerial Vehicle-Vehicle-MITMIT微型微型机器人机器人 Micro Micro RobotRobot-US-US人造的微小世界
5、人造的微小世界（281GHz），以至于其灵敏度足以探测单个细菌、细胞、分子甚至光子间的相互作用。o将传感器、执行器与处理及控制电路同时集成在单一芯片上，形成单片集成单片集成的MEMS系统。o在某些成熟的商业化MEMS产品中，将电路与MEMS结构集成所带来的性能优势起到关键性作用：n气囊加速度传感器、数字光处理器、喷墨头M E M S的的 本本 质质 特特 征征 微微 电电 子子 集集 成成o传统机械系统的制造方法：n设计零件加工装配安装oMEMS的制造方法：n设计一次性批量加工成型封装n所使用方法：微加工技术n批量制造的优势：o成本优势，均匀性，一致性和重复性M E M S的的 本本 质质 特特 征征 批批 量量 制制 造造
