• 沒有找到結果。

MEMS 技術

在文檔中 物聯網發展趨勢展示內容 (頁 21-24)

微機電系統,簡稱 MEMS,其最一般的形式可以定義為利用微細加工技術製造小 型化的機械和機電元件(即設備和結構)的一種技術。 MEMS 設備的臨界實物尺 寸可以從遠低於一微米光譜的下端一路變化到幾個毫米。 同樣地,MEMS 設備的 類型可以在集成微電子控制之下從相對簡單具有非移動式元件的結構,到複雜具 有多種移動式元件的機電系統的結構變化。MEMS 其中一個標準是,不論這些元 件是否能夠移動,它們至少一些元件具有機械工能。 用於定義 MEMS 的術語因所 處地區而有所不同。 在美國它們稱為「微機電系統」,而在其他地區被稱為「微 系統技術」或「微機械加工設備」。

而 MEMS 的功能元件是微型化結構、感應器、致動器,以及微電子,最顯著的(也 許是最有趣的)元件是微感應器和微致動器。 微感應器和微致動器被適當地分 類為「換能器」,它被定義為轉換能量的設備。在微感應器的情況下,該設備典 型地將一個測量的機械信號轉換成電子信號。

圖 2.6MEMS 元件 (來源:https://www.mems-exchange.org/MEMS/what-is.html)

在過去的幾十年中,MEMS 研究人員和開發者已經證實非常多微感應器的幾 乎每一個可能感測模式,包括溫度、壓力、慣性力、化學物種、磁場、輻射……

等,值得注意的是,許多這些微機械加工的感應器的性能已證明超過那些他們的 宏觀同行,也就是微機械版本,例如,一個壓力感應器,通常優於採用最精確的

15

宏觀級加工技術製成的壓力感應器。 不僅是 MEMS 設備性能優秀,而且它們的生 產的方法是利用在集成電路工業中使用的同一批製造技術 –它可以降低單位設 備的生產成本,以及許多其他的益處。 因此,就有可能在相對較低的成本水平 下,達到恆星設備的性能。 不意外地,以矽為基底的離散微感應器很快地被商 業開發並且這些設備將在市場上持續快速增長。

最近,微機電系統的研究和開發團體已經發表了一些微致動器,包括:微型 閥的氣體和液體流量控制;光學開關和鏡像重定向或調節光束;用於顯示器獨立 控制微型鏡陣列。微共振器的許多不同的應用,微型泵浦開發正流體壓力、微翼 在翼型件上調節氣流,以及許多其他的應用。 出人意料的是,儘管這些微驅動 器非常小,它們經常會導致在大層面的影響;也就是說,這些微小的致動器可以 執行的機械能力遠大於它們的大小。 舉例來說,研究人員在飛機的機翼前緣放 置小的微致動器,他們已經能夠僅使用這些微型化的設備來操縱飛機。

圖 2.7MEMS 組件

(來源:https://www.mems-exchange.org/MEMS/what-is.html,

http://media.ivam.de/mikrotechnik-11/pdf/05_1000_MEMS_Industry_Group.pdf)

16

以下是應用於智慧型手機的 MEMS 元件。

圖 2.8MEMS 組件

(來源:https://www.youtube.com/watch?v=6HDN34pn-y0)

17

在文檔中 物聯網發展趨勢展示內容 (頁 21-24)