词条 | 微系统技术 |
释义 | 微系统技术 微系统技术简称MST,它的基本工艺技术是硅的腐蚀和键合。 MST的前景是壮观的,其工艺是从集成电路加工派生出的批量加工技术。预期,MST将会同集成电路一样,通过新的而且便宜的产品来改变人们的生活。MST的潜在应用包括汽车里的压力传感器和加速度计,也包括流量传感器、温度传感器、力传感器、位置传感器、磁场传感器、化学传感器、光传感器、红外辐射产传感器等,MST不但便宜,而且具有独特的性能。我们认为,下一代的器件将使用微泵、流量传感器、微混合器、微筛、微反应器等,在医药、过程控制、化学分析等领域应用在生物、化学和生化分析系统中。再向未来做进一步展望,微型机器人将应用在电荷耦合器件(CCD)照相机中,对CCD芯片的位置做主动的优化;也可以应用在CD设置中,用来定位光学元件;还可以帮助外科医生做手术;可以维修其它微系统;微机器人能够在超净间执行操作和检修任务。以上列出了最近几十年内MST的一些可能应用,有许多可能没有列出,因为MST的发展在很大程度上具有不可预料性。 目前我们必须解决很多问题,这些问题是与工艺的控制相关的,我们必须掌握如何设计微系统,必须开发使用与微系统的设计、模拟和仿真工具。随着系统尺寸的缩小,我们正面临许多物理和化学上的新问题。我们必须把三维上的尺寸、原理、设计和工艺转化成平面的,或2.5维的原理、设计和工艺。 微观世界与宏观世界有很大的差别。微观世界中,表面力起到了主要作用,例如表面张力和表面摩擦力等。只有在特殊场合。惯性力和质量对微系统才有意义,如加速度计和重力传感器,而静电力和流量剪切力将使机械机构产生严重的变形。流量具有非常小的雷诺数,所以所有的流量都相当黏滞。在微米级系统中表面看起来非常粗糙,但机械结构却非常硬和结实,周围的温度将由于强烈的Brownian移动而发生变化。 举个例子,蚂蚁不会洗脸,为什么呢?因为水滴的表面张力太大,蚂蚁克服不了,如果蚂蚁被裹在水滴里,它也没办法离开。 微系统技术是以两种截然不同的传统技术为基础的,一种是机械方法,另一种是微电子光刻工艺。光刻工艺能够制作出1微米量级的部件。 硅片的各向异性湿法腐蚀是硅片微机械加工的重要技术之一。与“表面微机械加工”不同,表面微机械加工所对应的结构由薄膜构成,可在不影响材料的情况下,由同种材料薄膜释放形成。各向异性湿法腐蚀被认为是“微机械加工”,因其可腐蚀硅片的体结构。 |
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