摘 要 微電子機械系統(tǒng)技術(shù)是一個新興的應(yīng)用的技術(shù)，其以硅為加工材料將制作對象微型化。腐蝕技術(shù)犧牲層技術(shù)等技術(shù)或復(fù)合技術(shù)是其所使用的基礎(chǔ)技術(shù)。文章首先闡述微電子機械系統(tǒng)概念與特點，進(jìn)而對其技術(shù)類別進(jìn)行了簡要介紹，最后對微電子機械技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，包括環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域以及醫(yī)療領(lǐng)域，以期更大程度的發(fā)揮微電子機械系統(tǒng)技術(shù)的價值。

【關(guān)鍵詞】微電子機械 應(yīng)用價值 機械加工技術(shù)

知識經(jīng)濟時代里人們所制造的物體微型化趨勢愈加明顯，尤其是在軍事、醫(yī)療、環(huán)境、通信、航空等領(lǐng)域，機械裝置微型化的要求逐漸增加。上個世紀(jì)80年代微電子機械系統(tǒng)開始實現(xiàn)了飛速的發(fā)展與創(chuàng)新，其又被成為微機械與微系統(tǒng)。微電子機械系統(tǒng)是一種集成化的機電裝置，微小的尺寸和智能化、集成化是微電子機械系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢和特征。其最小尺寸已經(jīng)達(dá)到1nm-1um的納米的機械。微電子機械系統(tǒng)技術(shù)從出現(xiàn)到應(yīng)用的時間里獲得了國際的廣泛關(guān)注，目前其應(yīng)用領(lǐng)域與實際價值已經(jīng)不言而喻。

1 微電子機械系統(tǒng)的概述

1.1 微電子機械系統(tǒng)的概念

微電子機械系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)有微型傳感器、制動器以及處理電路。其是一種微電子電路與微機械制動器結(jié)合的尺寸微型的裝置，其在電路信息的指示下可以進(jìn)行機械操作，并且還能夠通過裝置中的傳感器來獲取外部的數(shù)據(jù)信息，將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理放大，進(jìn)而通過制動器來實現(xiàn)各種機械操作。而微電子機械系統(tǒng)技術(shù)是以微電子機械系統(tǒng)的理論、材料、工藝為研究對象的技術(shù)。微電子系統(tǒng)并不只是單純的將傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品微型化，其制作材料、工藝、原理、應(yīng)用等各個方面都突破了傳統(tǒng)的技術(shù)限制，達(dá)到了一個微電子、微機械技術(shù)結(jié)合的全新高度。微電子機械系統(tǒng)是一種全新的高新科學(xué)技術(shù)，其在航天、軍事、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域都有著重要的作用。

1.2 微電子機械系統(tǒng)技術(shù)的特點

1.2.1 尺寸微型化

傳統(tǒng)機械加工技術(shù)的最小單位一般是cm，而微電子機械系統(tǒng)技術(shù)下的機械加工往往最小單位已經(jīng)涉及到了微米甚至納米。這以尺寸的巨大變化使得微電子機械系統(tǒng)技術(shù)下的原件具有微型化的特點，其攜帶方便，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。

1.2.2 集成化

微電子機械系統(tǒng)技術(shù)下的原件實現(xiàn)了微型化為器件集成化提供了有力的基礎(chǔ)。微型化的器件在集成上具有無可比擬的優(yōu)勢，其能夠隨意組合排列，組成更加復(fù)雜的系統(tǒng)。

1.2.3 硅基材料

微電子機械系統(tǒng)技術(shù)下的器件都是使用硅為基加工原料。地面表面有接近30%的硅，經(jīng)濟優(yōu)勢十分明顯。硅的使用成本低廉這就使得微電子機械系統(tǒng)技術(shù)的下的器件成本大大縮減。硅的密度、強度等于鐵相近，密度與鋁相近，熱傳導(dǎo)率與鎢相近。

1.2.4 綜合學(xué)科英語

微電子機械系統(tǒng)技術(shù)幾乎涉及到所有學(xué)科，電子、物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等多個學(xué)科的頂尖科技成果都是微電子機械系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。眾多學(xué)科的最新成果組合成了全新的系統(tǒng)和器件，創(chuàng)造了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。

2 微電子機械系統(tǒng)的技術(shù)類別

2.1 體微機械加工技術(shù)

體微機械加工技術(shù)主要將單晶硅基片加工為微機械機構(gòu)的工藝，其最大的優(yōu)勢就是可以制作出尺寸較大的器件，最大的弊端是難以制造出精細(xì)化的靈敏系統(tǒng)。并且使用體微加工工藝難以優(yōu)化器件的平面化布局，制作出來的器件難以與微電子線路直接兼容。體微機械加工工藝一般在壓力傳感器和加速度傳感器的制造中普遍應(yīng)用。

2.2 表面微機械加工技術(shù)

表面微機械加工技術(shù)就是通過集成電路中的平面化技術(shù)來實現(xiàn)微機械裝置的制造。其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在充分利用了已有的IC工藝，能夠靈活掌握機械器件的尺寸，因此表面為微機械加工技術(shù)與IC之間是兼容的。表面微機械加工技術(shù)與集成電路的良好兼容性使得其在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了快速普及。

2.3 復(fù)合微機械加工技術(shù)

復(fù)合微機械加工技術(shù)就是體微機械技工技術(shù)與表面微機械加工技術(shù)的結(jié)合，其結(jié)合了兩者的優(yōu)點，但又同時避免了相應(yīng)缺點。

3 微電子機械技術(shù)的應(yīng)用

3.1 環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域

微電子機械系統(tǒng)技術(shù)下的微型設(shè)備可以在環(huán)境監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理分析上發(fā)揮巨大的作用。由化學(xué)傳感器、生物傳感器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所集合的測量與處理設(shè)備。該微型裝置可以用來監(jiān)測空氣和液體的成分，其獨特優(yōu)勢在于尺寸微小，便于攜帶。

3.2 軍事領(lǐng)域

納米器件所構(gòu)成的裝置先要對半導(dǎo)體器件運行速度高，攜帶方便，信息輸出和處理快捷，在軍事領(lǐng)域其能夠用來制作各種微型設(shè)備，例如“蚊子導(dǎo)彈”、“麻雀衛(wèi)星”等。

3.3 醫(yī)療領(lǐng)域

在臨床化驗分析、介入治療領(lǐng)域其也能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的價值。近幾年獲得發(fā)展的介入治療技術(shù)與傳統(tǒng)治療技術(shù)相比臨床治療效果優(yōu)越，能夠有效緩解患者痛苦。但是當(dāng)前介入治療儀器價格高，體積巨大，準(zhǔn)確性難以保證，尤其是在治療重要器官時風(fēng)險較大。微電子機械系統(tǒng)技術(shù)的微型與智能特性可以顯著降低介入治療的風(fēng)險。

4 結(jié)束語

微電子機械系統(tǒng)技術(shù)將機電系統(tǒng)的實用性、智能化和多樣化發(fā)展到了一個全新的高度。當(dāng)今微電子機械系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)對農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域產(chǎn)生了重大的影響，也影響著人們的生產(chǎn)和生活方式，相信在不久的以后微電子機械系統(tǒng)技術(shù)將會成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的重要部分，為我國經(jīng)濟發(fā)展起到巨大的推動作用。

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作者簡介

王志宏（1977-），男，吉林省長春市人?，F(xiàn)為中國科學(xué)院長春精密機械與物理研究所工程師。

作者單位

中國科學(xué)院長春精密機械與物理研究所 吉林省長春市 130033endprint