微型机械整理资料

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1、微型机械整理资料第一篇中文资料整理一、微型机械的概念及特点微型机械（Micromachine，日本惯用词）或称微型机电系统（MicroElectro-MechanicalSyetems，即MEMS，美国惯用词）或微型体统（Microsyetems，欧洲管用词）是指可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至外围接口、通信电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有：体积小（特征尺寸范围为1nm一10mm）、重量轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加价值高等。微型机械

2、的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化业。微型机械技术是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域，它研究和控制物质结构的功能尺寸或分辨能力，达到微米至纳米尺度。微型机械技术涉及电子、电气、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学、光学、医学以及生物技术等多种工程技术和科学并集约了当今科学技术的许多尖端成果。微型机械的特点决定了它广泛的应用前景。微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合，将使种类繁多的微型器件问世，这些微型器件采用大批量集成制造，价格低

3、廉，将广泛地应用于人类生活众多领域。在21世纪，微型机械将逐步从实验室走向实用化，对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等的发展产生重大影响。二、微型机械加工技术微型机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要又非常活跃的技术领域，其发展不仅可带动许多相关学科的发展，更是与国家科技、经济的发展和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展也有着巨大的产业化应用前景。微型机械加工技术是指制作微机械或微型装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展最早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体材料上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路，电路微细图案

4、中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术和标志，微细加工对微电子工业而言就是—种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄膜图形的先进制造技术。目前微型机械加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工工艺和体加工工艺，80年代中期以后在LIGA（光刻电铸）加工、准LIGA加工、超微细机械加工、微细电火花加工（EDM）、等离子体加工、激光加工、离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及键合技术等微细加工工艺方面取得了相当大的进展。1、国外技术现状1959年，RichardP.Feynman（1965年诺贝尔物理奖获得者）就提出了

5、微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世。其后开发出尺寸为50-500µm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微型机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60-12µm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。微型机械在国外已受到政府部门、企业界、高等学校与研究机构的高度重视。美国的MlT、Berkeley、Stanford、AT＆T和NSF的15名科学家在20世纪80年代未就提出“小机器、大机遇：关于新

6、兴领域—微动力学的报告”的国家建议书，声称“由于微动力学（微系统）在美国的紧迫性，应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面”，建议中央财政预支费用为5年5000万美元，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和MEMS作为科技发展的三大重点。1994年发布的《美国国防部国防技术计划》报告，把MEMS列为关键技术项目。美国国防部高级研究计划局积极领导和支持MEMS的研究和其军事应用，现已建造一条MEMS标准工艺线以促进新型元件／装置的研究与开发。美国工业界主要致力于压力传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。有关微型机械系统

7、的工作几乎全部在大学进行，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学等。劳伦兹利莫尔国家研究所也参于MEMS开发工作，加州大学伯克利传感器和执行器中心（BSAC）得到国防部和十几家公司资助1500万美元后，建立了1115平方米研究开发MEMS的超净实验室。日本通产省1991年开始启动一项为期10年的耗资250亿日元的“微型机械”大型研究计划，研制两台样机，—台用于医疗，进入人体进行诊断和微型手术，另—台用于工业，对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。该汁划有筑波大学、东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富