什么是 MEMS傳感器?
MEMS的全稱是微機電系統。微機電系統是指可批量生產,在一個或多個芯片上集成微機械、微傳感器、微致動器、信號處理與控制電路、接口、通信和電源的微型器件或系統。MEMS傳感器是利用微電子和微機械加工技術制造的一種新型傳感器。

MEMS是在半導體制造技術的基礎上,結合傳統的半導體工藝和材料發展起來的先進制造技術。MEMS主要涉及微機械加工技術、力學/固體聲學理論、熱流理論、電子學、材料學、物理學、化學、生物學、醫學等等。經過40多年的發展,它已成為舉世矚目的重大科技領域之一。
應用材料:
硅基材料:集成電路和MEMS的原材料大多是硅(Si),可以從二氧化硅中大量提取。二氧化硅是什么?說的通俗一點,就是沙子。經過一系列復雜的處理,沙子變成了單晶硅.
主要由硅制成的材料具有優異的電學性能。硅材料的強度和硬度相當于鐵,密度相當于鋁,導熱性相當于鉬和鎢。如果單個MEMS傳感器芯片的面積為5mm×5mm,一個8英寸(直徑20 cm)的晶圓可以切割出約1000個MEMS芯片陀螺儀,分攤到每個芯片上的成本可以大大降低。
非硅材料:近年來,MEMS的材料應用逐漸被非硅材料所取代。學術研究人員現在正專注于聚合物和紙基微型器件的開發。用這些材料研制的器件不僅環保,而且制造設備簡單,成本低。與硅材料相比,它們大大降低了R&D的預算。聚合物和紙基微型設備的許多創新都指向醫療應用。對于這一領域,材料的生物相容性和柔韌性是基本要求。
紙基和聚合物微器件的功能和性能開發仍處于相對早期的階段,并且還沒有開發出用于這種器件的生產設備。這些新技術的成熟和商業化可能需要10年以上的時間。因此,在基于硅材料的微器件的研究方面還有很多創新工作要做。否則將面臨停滯的風險。
技術優勢:
MEMS技術用于制造傳感器、執行器或微結構,具有小型化、集成化、智能化、低成本、高效率、大批量生產和高生產率等特點。MEMS技術使得每一個晶圓上都出現了數以萬計的MEMS芯片(有些工藝還把集成電路芯片放在同一個步驟中)。
這種批處理現在已經完全自動化,隔離了人為因素,確保每個MEMS芯片之間的工藝誤差可以得到嚴格控制,從而提高產量。切片封裝后,一個個變成MEMS芯片。從外觀上看,大部分MEMS芯片和集成電路芯片都差不多。
綜上所述,微米量級的特征尺寸使得MEMS傳感器能夠完成一些傳統機械傳感器無法實現的功能。它是微型傳感器的主力軍,正逐漸取代傳統的機械傳感器。它廣泛應用于消費電子、汽車工業、航空航天、機械、化工、醫藥等領域。常見產品包括壓力傳感器,加速計、陀螺儀和催化傳感器。