传感器8微电子机械系统

传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式传感器技术及应用传感器技术及应用机械机械0920112012第二学期第二学期2012年年4月月1传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式14.2 微电子机械系统（微电子机械系统（MEMS)技术技术及及MEMS传感器传感器MEMSMEMS传传感感器器是是采采用用微微电电子子技技术术和和微微机机械械加加工工技技术术制制造造出出来来的的新新型型传传感感器器，属属微微电电子子机机械械系系统统MEMS微微电电子子机机械械系系统统(Micro-Electro-Mechanical Systems)，是是指指运运用用微微制制造造技技术术在在一一块块普普通通的的硅硅片片基基体体上上制制造造出出集集机机械械零零件件、传传感感器器执执行行元件元件及及电子元件电子元件于一体的系统。于一体的系统。2传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式一、为什么采取微型化一、为什么采取微型化尺寸变小后尺寸变小后l强度变大强度变大：大象与蚂蚁比较，：大象与蚂蚁比较，躯体尺寸虽然只差躯体尺寸虽然只差1000倍倍,足部粗細却相差足部粗細却相差30000倍有余倍有余 l性能加强性能加强：尺寸缩小可提高固有频率，增大感知尺寸缩小可提高固有频率，增大感知的频率范围的频率范围 l成本低廉成本低廉3传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式二、微机电系统的制造技术二、微机电系统的制造技术l以半导体制作技术为基础的以半导体制作技术为基础的光刻掩光刻掩膜技术膜技术lLGIA技术（技术（x光光深刻深刻模造模造法法）4传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式（一）光刻掩膜技术（一）光刻掩膜技术例例1 1：悬臂梁式微加速度：悬臂梁式微加速度传感器传感器1 1、结构、结构l悬臂梁弹性元件悬臂梁弹性元件l敏感质量敏感质量 2、性能指标、性能指标:l加速度范围加速度范围:50gl固有频率固有频率:1000Hzl尺寸尺寸:小于小于 2 2 Cm25传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式3、微机械结构的制作过程、微机械结构的制作过程lStep.1.在基底上在基底上涂涂上一层上一层SiO2作为作为牺牲层牺牲层，厚度为，厚度为2.75mStep.2.涂涂上一层上一层阻光层阻光层6传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式Step.3 使用使用掩膜掩膜形成形成阻光层阻光层形状形状 lStep.4.对对SiO2进行进行蚀刻蚀刻，蚀刻气体为，蚀刻气体为CF4/H2.Step.5.使用丙酮将使用丙酮将阻光层去除阻光层去除 7传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式Step.6 沉积硅沉积硅lStep.8.使用掩膜形成所要的阻光层形状使用掩膜形成所要的阻光层形状 Step.7.涂阻光层涂阻光层8传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式Step.9.对硅进行蚀刻，蚀刻气体为CF4(or SF6).lStep.10.用丙酮用丙酮去除阻光层去除阻光层 Step.11.去除牺牲层去除牺牲层获得悬臂梁结构获得悬臂梁结构 9传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式（二）（二）LIGA技术简介技术简介lLIGA是德语是德语Lithographie微影微影,Galvanoformung电铸电铸,Abformung模造模造的首字的首字母缩写词，母缩写词，lLIGA技术有三种主要工艺：技术有三种主要工艺：x光深层光刻工艺、微光深层光刻工艺、微电铸工艺、微复制工艺电铸工艺、微复制工艺l该技术使用该技术使用x射线对在掩膜层下的厚阻光层射线对在掩膜层下的厚阻光层PMMA （聚甲基丙烯酸甲酯）进行曝光，将曝光的区域用（聚甲基丙烯酸甲酯）进行曝光，将曝光的区域用化学溶剂溶解掉，化学溶剂溶解掉，l随后进行微电铸出可获得各种金属微结构器件。随后进行微电铸出可获得各种金属微结构器件。l特点：特点：可制作可制作高深宽比高深宽比微结构。高度达数百微米，微结构。高度达数百微米，横向横向0.20.2微米，可微米，可制作非硅材料制作非硅材料微结构：金属、塑微结构：金属、塑料、陶瓷料、陶瓷10传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式LIGA基本流程基本流程l光刻、显影光刻、显影l电铸电铸11传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式微复制微复制l翻模翻模l二次电铸复制二次电铸复制12传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式例：例：LIGA工艺的微型工艺的微型齿轮制作过程齿轮制作过程13传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式14传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式15传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式三、应用实例：三、应用实例：l1、MEMS加速度计加速度计l（1）技术成熟的）技术成熟的MEMS加速度计分为三种加速度计分为三种:压电式、容感式、热感式。压电式、容感式、热感式。l（2）MEMS加速度计一般用在哪里加速度计一般用在哪里 l测量物理运动从而提供运动感知能力测量物理运动从而提供运动感知能力，l用于机器人姿态控制，了解它现在身处的用于机器人姿态控制，了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？。没有？。l归纳其应用主要有以下几个方面：振动检归纳其应用主要有以下几个方面：振动检测、姿态控制、安防报警、消费应用、动测、姿态控制、安防报警、消费应用、动作识别、状态记录等作识别、状态记录等16传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式MEMS被称为电子产品设计中的被称为电子产品设计中的“明星明星”l汽车类产品汽车类产品lMEMS加速度计可以用来分析发动加速度计可以用来分析发动机的振动。汽车防撞气囊的启动也机的振动。汽车防撞气囊的启动也可以由可以由MEMS加速度计控制。加速度计控制。17传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式消费类电子产品消费类电子产品 l一些用于消费电子产品的最新一些用于消费电子产品的最新三轴加速计特别小，非常适用于三轴加速计特别小，非常适用于游戏、硬盘驱动保护和安全等应游戏、硬盘驱动保护和安全等应用。一些加速计具有快速启动、用。一些加速计具有快速启动、零加速度检测特性，可实现自由零加速度检测特性，可实现自由落体保护和自检功能。落体保护和自检功能。18传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式压电式压电式MEMS加速度计加速度计l运用的是压电效应，在其内部有一运用的是压电效应，在其内部有一个刚体支撑的质量块，有运动的情个刚体支撑的质量块，有运动的情况下质量块会产生压力，刚体产生况下质量块会产生压力，刚体产生应变，把加速度转变成电信号输出。应变，把加速度转变成电信号输出。l只能检测动态信号只能检测动态信号19传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式压电式压电式MEMSMEMS加速传感器加速传感器 20传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式电容式电容式MEMS加速度计加速度计l内部也存在一个质量块，从单个单内部也存在一个质量块，从单个单元来看，它是标准的平板电容器。元来看，它是标准的平板电容器。加速度的变化带动活动质量块的移加速度的变化带动活动质量块的移动从而改变平板电容两极的间距和动从而改变平板电容两极的间距和正对面积，通过测量电容变化量来正对面积，通过测量电容变化量来计算加速度。计算加速度。l可检测静态信号可检测静态信号21传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式ADI ADXL50电容传感器测量原理电容传感器测量原理22传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式电容式微加速度计之位移传感器电容式微加速度计之位移传感器 镍制振动镍制振动质量块，质量块，高高100微微米米上下电极上下电极间隙为间隙为3微米微米右下方为右下方为机械过载止机械过载止动，以防止动，以防止过载破坏过载破坏23传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式ADI ADXL50：电路原理框图：电路原理框图24传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式同步解调同步解调25传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式26传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式ADI ADXL50反馈控制反馈控制电路原理图Set loop bandwidth27传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器Electrostatic Comb Actuators l下方梳狀结构与基下方梳狀结构与基材连接，材连接，l上方梳狀结构为悬上方梳狀结构为悬浮与一微弹簧结构浮与一微弹簧结构连接，可受静电力连接，可受静电力吸引而移动吸引而移动l梳尺长梳尺长200微米寬微米寬20微米微米,齿间距齿间距5微微米米l结构高结构高70微米微米28传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式3 3、微作动器、微作动器 及及局部放大图局部放大图 29传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式旋转马达旋转马达30传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式可转动的可转动的齿轮齿轮固定的轴固定的轴4 4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构l两个相互错开的直道用来限制气体流动的方两个相互错开的直道用来限制气体流动的方向，齿轮的旋转靠直道送入的气体来驱动向，齿轮的旋转靠直道送入的气体来驱动l采用微装配技术完成活动微结构的制作采用微装配技术完成活动微结构的制作31传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式l活动微齿轮：活动微齿轮：l高高230230m mm m l半径半径200200m mm m l轴半径：轴半径：8080m mm m l间隙：间隙：1010m mm m l该齿轮在气流的作用该齿轮在气流的作用下能够平稳的转动下能够平稳的转动l其转速可以通过控制其转速可以通过控制气流的大小来控制气流的大小来控制32传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式5、微齿轮机构、微齿轮机构33传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式6、MEMS光开关光开关 l光开关是一种可对光传输线路光开关是一种可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件，广互转换或逻辑操作的器件，广泛使用于光纤通信系统、光纤泛使用于光纤通信系统、光纤网络系统、光纤测量系统或仪网络系统、光纤测量系统或仪器以及光纤传感系统和光学信器以及光纤传感系统和光学信息处理系统中，起开关切换作息处理系统中，起开关切换作用，是目前用，是目前MEMS领域的一个领域的一个研究的热点。研究的热点。34传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式利用微动微镜制作的光开关矩阵，利用微动微镜制作的光开关矩阵，l在在2D结构中，所有微反射镜和输入输出光纤位结构中，所有微反射镜和输入输出光纤位于同一平面上，通过静电致动器使微镜直立和于同一平面上，通过静电致动器使微镜直立和倒下或使微镜以倒下或使微镜以“翘翘板翘翘板”的方式来实现光路的方式来实现光路的导通和断开功能。的导通和断开功能。l12，14，22的光开关的光开关35传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式光开关光开关 微机械微机械微机械微机械1X21X2光开关光开关光开关光开关微机械微机械微机械微机械1X81X8光开关光开关光开关光开关36传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式 微机械微机械2 2光开关光开关 微机械微机械2 2光开关光开关光开关光开关37传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式7、Bio-MEMS生物微机电系统生物微机电系统l许多科学家和研究许多科学家和研究人员致力于开发新人员致力于开发新型的用于生物和医型的用于生物和医学的微机电系统设学的微机电系统设备。备。l图为用图为用LIGA技术制技术制作的用于药物注射作的用于药物注射或采血聚合物和金或采血聚合物和金属微型针头阵列属微型针头阵列38传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式8、Micropump应用实例应用实例l瑞典公司H-TRON plus 的产品携带式的insulin（胰岛素）注射調节器39传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式Micropump 的结构和原理的结构和原理check valve flap止回阀片，止回阀片，electrostatic actuation unit静电驱动单元静电驱动单元40传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式Diaphragm,横隔膜横隔膜,振动膜振动膜,counterelectrode计数器电极计数器电极chamber，腔，室，腔，室41传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式在静电力作用下，薄膜变形产生吸力和压力在静电力作用下，薄膜变形产生吸力和压力42传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式横振膜的动力学模型横振膜的动力学模型43传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式Micropump 的製程的製程 44传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式9、硅谐振式微型压力传感器、硅谐振式微型压力传感器l核心部分为感压硅膜片核心部分为感压硅膜片和其表面上的构成和其表面上的构成两个两个H型谐振梁型谐振梁l有有压力输入压力输入时，膜片变时，膜片变形，使两处形，使两处硅梁硅梁都都产生产生应变应变，固有频率改变固有频率改变l中心受中心受拉拉，边缘受，边缘受压压l硅梁封闭在真空中减少硅梁封闭在真空中减少阻尼对振动的影响阻尼对振动的影响45传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式利用频率差测量压力利用频率差测量压力l中心处硅梁固有频率增中心处硅梁固有频率增加，边缘处的固有频率加，边缘处的固有频率减小减小l用谐振激励方法用谐振激励方法测量测量两两硅梁的硅梁的固有频率固有频率l硅梁的激励与拾振采取硅梁的激励与拾振采取电磁方式电磁方式l两固有频率差对应不同两固有频率差对应不同的压力值的压力值l利用频率差测量压力可利用频率差测量压力可消除环境因素造成的误消除环境因素造成的误差。差。46传感器技术及应用传感器技术及应用微电子机械系统微电子机械系统微机电系统的制造技术微机电系统的制造技术光刻掩膜技术光刻掩膜技术LIGA技术简介技术简介应用实例：应用实例：1、MEMS加速度计加速度计 压电式、电容式压电式、电容式2、静电型梳状作动器、静电型梳状作动器3、微作动器、微作动器4、活动微齿轮结构、活动微齿轮结构5、微齿轮机构、微齿轮机构6、MEMS光开关光开关7、生物微机电系统、生物微机电系统8、Micropump9、硅谐振式、硅谐振式lEnd47