微制造与微系统(英文)
Chapter 9 Advanced Packaging Technologies (3)
MEMS封装挑战
芯片厚度一致性差 划片/裂片难度大 封装应力
压敏器件
密封
压力传感器、光学器件 惯性传感器（真空）
…
MEMS封装
12
MEMS devices can be very fragile
pre-package handling concerns more protection by package
汽车工业 每部汽车内可安装30余个传感器：
气囊，压ห้องสมุดไป่ตู้、温度、湿度、气体等 微喷嘴 智能汽车控制系统 工业控制 化工厂 自动化控制中的探测器等
MEMS的应用
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环境保护 无人值守大气环境监测网 高速公路环境监测网
消费类、玩具 消费类电器模糊控制：摄象机、洗衣机 虚拟现实目镜、游戏棒、智能玩具
OPTIC-MEMS
MEMS IC
Silicon or Metal Cap
Solder, weld, or polymer
Weld or seal
HERMETIC
WINDOW
Ceramic
HEAT SINK
Getter
250,000 mirrors
MEMS Digital Mirrors one section
Encapsulant MEMS FLIP CHIP
(HERMETIC)
Accelerometer (CAP)
DPL Modules, TI (HERMETIC)
Ink Jet MEMS in TAB Package (SELECTIVE)
(HERMETIC)
MicroRelay - Cronos (HERMETIC)
国外MEMS发展大致状况介绍 Microsoft Office Word 97 - 2003 文档
1.1 MEMS概况1.1.1 MEMS的定义MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。
MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，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、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。
目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。
大多数工业观察家预测，未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势，年平均增加率约为18%，因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。
微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。
采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。
干货：有关MEMS的最详细介绍
干货：有关MEMS的最详细介绍虽然大部分人对于MEMS（Microelectromechanical systems，微机电系统/微机械/微系统）还是感到很陌生，但是其实MEMS在我们生产，甚至生活中早已无处不在了，智能手机，健身手环、打印机、汽车、无人机以及VR/AR头戴式设备，部分早期和几乎所有近期电子产品都应用了MEMS器件。
MEMS是一门综合学科，学科交叉现象及其明显，主要涉及微加工技术，机械学/固体声波理论，热流理论，电子学，生物学等等。
MEMS器件的特征长度从1毫米到1微米，相比之下头发的直径大约是50微米。
MEMS传感器主要优点是体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成等，是微型传感器的主力军，正在逐渐取代传统机械传感器，在各个领域几乎都有研究，不论是消费电子产品、汽车工业、甚至航空航天、机械、化工及医药等各领域。
常见产品有压力传感器，加速度计，陀螺，静电致动光投影显示器，DNA扩增微系统，催化传感器。
MEMS的快速发展是基于MEMS之前已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。
MEMS往往会采用常见的机械零件和工具所对应微观模拟元件，例如它们可能包含通道、孔、悬臂、膜、腔以及其它结构。
然而，MEMS器件加工技术并非机械式。
相反，它们采用类似于集成电路批处理式的微制造技术。
批量制造能显著降低大规模生产的成本。
若单个MEMS传感器芯片面积为5 mm x 5 mm，则一个8英寸（直径20厘米）硅片（wafer）可切割出约1000个MEMS传感器芯片（图1），分摊到每个芯片的成本则可大幅度降低。
因此MEMS商业化的工程除了提高产品本身性能、可靠性外，还有很多工作集中于扩大加工硅片半径（切割出更多芯片），减少工艺步骤总数，以及尽可能地缩传感器大小。
图1. 8英寸硅片上的MEMS芯片（5mm X 5mm）示意图图2. 硅片，其上的重复单元可称为芯片（chip 或die）。
微机电系统(MEMS)技术介绍
微机电系统（MEMS）技术介绍微机电系统（MEMS），在欧洲也被称为微系统技术，或在日本被称为微机械，是一类器件，其特点是尺寸很小，制造方式特殊。
MEMS是指采用微机械加工技术批量制作的、集微型传感器、微型机构、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口、通讯等于一体的微型器件或微型系统。
MEMS 器件的特征长度从1毫米到1微米--1微米可是要比人们头发的直径小很多。
MEMS往往会采用常见的机械零件和工具所对应微观模拟元件，例如它们可能包含通道、孔、悬臂、膜、腔以及其它结构。
然而，MEMS器件加工技术并非机械式。
相反，它们采用类似于集成电路批处理式的微制造技术。
今天很多产品都利用了MEMS技术，如微换热器、喷墨打印头、高清投影仪的微镜阵列、压力传感器以及红外探测器等。
MEMS技术可以用于制造压力传感器、惯性传感器、磁力传感器、温度传感器等微型传感器，这些传感器以及它们的部分信号处理电路都可以在只有几毫米或更小的芯片上实现。
与传统的传感器相比，MEMS传感器不仅体积更小、功耗更低，而且它们往往会比传统传感器更加准确、更加灵敏。
随着人们对海洋观测的需求不断增加和海洋观测技术的不断发展，MEMS技术也在逐渐进入海洋观测技术研究领域。
一、MEMS概念“他们告诉我一种小手指指甲大小的电动机。
他们告诉我，目前市场上有一种装置，通过它你可以在大头针头上写祷文。
但这也没什么；这是最原始的，只是我打算讨论方向上的暂停的一小步。
在其下是一个惊人的小世界。
公元2000年，当他们回顾当前阶段时，他们会想知道为何直到1960年，才有人开始认真地朝这个方向努力。
”——理查德·费曼，《底部仍然存在充足的空间》发表于1959年12月29日于加州理工大学（Caltech）举办的美国物理学会年会。
但我们可能会问：为什么要在这样一个微小尺上生成这些对象？MEMS器件可以完成许多宏观器件同样的任务，同时还有很多独特的优势。
这其中第一个以及最明显的一个优势就是小型化。
MEMS微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)
MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。
MEMS 是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，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、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。
目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。
大多数工业观察家预测，未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势，年平均增加率约为18%，因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。
MEMS是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。
采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。
采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。
光学工程主要协会、及章程、出版刊物
7-9周第一次作业光电学院2120130544 黄秀杰一、光学工程专业的主要协/学会1、中国光学学会主办刊物：中国光学学会主办刊物8种：他们是《光学学报》、《中国激光》、《红外与毫米波学报》、《光子学报》、《光谱学与光谱分析》、《中国激光医学杂志》、《光机电信息》和《ChineseOpticsLetters》，其中中文刊物7种，英文刊物1种。
重要章程第二条本会的性质：中国光学学会是全国光学科技工作者自愿组成并依法登记的全国性、学术性、公益性和非营利性的法人社会团体，是中国科学技术协会(简称中国科协)的组成部分，是党和政府发展中国光学科技事业的重要社会力量。
第三条本会的宗旨：遵守宪法、法律、法规和国家政策，遵守社会道德风尚，团结广大光学科技工作者，开展光学科技国际国内学术交流与合作，促进我国光学事业的发展。
第四条本会接受业务主管单位中国科协和社团登记管理机关国家民政部的业务指导和监督管理。
2.国际光学工程学会（Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers，SPIE）SPIE 期刊光学工程 (Optical Engineering ) ，回溯至 1990 年。
生物光学期刊 (Journal of Biomedical Optics) ，回溯至 1996 年。
电子成像期刊 (Journal of Electronic Imaging) ，回溯至 1992 年。
微印刷、微制造和微系统期刊 (Journal of Microlithography, Microfabrication,& Microsystems) ， 2002 年创刊。
应用遥感期刊 (Journal of Applied Remote Sensing) ， 2007 年创刊。
纳米光子学期刊 (Journal of Nanophotonics) ， 2007 年创刊。
3.美国光学学会(OSA)主要期刊：Applied Optics、Applied Spectroscopy、Chinese Optics Letters、J. Opt. Soc. Am.、J. Opt. Soc. Am. A、J. Opt. Soc. Am. B、Journal of Display Technology [A joint IEEE/OSA publication]、Journal of Lightwave Technology、Journal of Optical Networking二、光学工程专业国内外最重要的三种期刊1、光学学报英文名称：Acta Optica Sinica主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国光学学会A.刊期：月刊b.国际刊号：0253-2239国内刊号：31-1252/O4c.中文期刊影响因子（参考CNKI最新数据）复合影响因子 2.419综合影响因子 2.04d.发文特点(1) 题目、摘要来稿标题应鲜明，字数在20字以内，不使用外文缩写词。
MEMS_NEMS_概论
1.2 MEMS特征
Hale Waihona Puke 3、由于MEMS制造技术是以硅微加工技术为基础， 可以像 IC工艺一样用微电子工艺技术，在无尘室 中大批量、低成本的进行规模型生产，这样可以 大大降低器件的成本，提高器件的一致性与可靠 性，使性价比与传统机械制造技术相比大幅度地 提高。
2009-2-21
第一讲 MEMS/NMES概论
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1.3 MEMS发展历史
MEMS的发展已经有很长的历史，它出现于1960年， 70代年出现了硅基的压力传感器，80年代在硅表面 的微机械加工和牺牲层技术得到发展，从那时起确 定了硅和p型硅为微机械结构的极好材料。
上世纪90年代便迎来了MEMS发展的极盛时期。
第一讲 MEMS/NMES概论 7
2009-2-21
1.1 MEMS定义
微机器 Micro machine (Japan) 微型电子机械系统MicroElecoMechanical System (USA) 微系统 Micro System (Europe)
在北美，微机电系统通常称为MEMS，顾名思义MEMS是 由微机械和微电子线路组成的微系统。在欧洲则通常称为 微系统（microsystem）。在日本通常称为微机器 （micromachine）。它们都以微小（micro）为特征，有的 强调机械，有的强调系统，但当前人们常不加区别地统称 为MEMS。 日本国家MEMS中心（http://www.iijnet.or.jp/MMC/）给 micromachine下的定义是：A micromachine is an extremely small machine comprising very small (several millimeters or less) yet highly sophisticated functional elements that allow it to perform minute and complicated tasks.[微机器是一种 极其小的机器，它由非常小（数微米或更小）但是具有高 度复杂功能的部件构成，能够完成灵巧和复杂的任务。
cmos mems技术与应用
cmos mems技术与应用CMOSMEMS （ComplementaryMetalOxideSemiconductorMicro-Electro-Mechani calSystems）技术是一种利用集成电路上金属氧化物半导体（MOS）来制造微机电系统（MEMS）元件的技术，是一种新型的微系统技术，它能够将微机电系统（MEMS）与集成电路（IC）结合在一起，实现小型、节能、耐用的解决方案。
CMOS MEMS技术的优势在于它可以利用常见的MOS材料来实现小尺寸的MEMS元件，而且价格低廉，因此，它可以用于制造各种低成本的微机电系统（MEMS）应用，如检测、显示、控制和传感器等。
CMOS MEMS技术的关键步骤是将普通的MOS微管作为一种低成本的机械制造材料，再利用一系列复杂的工艺进行制作，如涂层、加热、刻蚀、熔融、金属电镀等。
二、CMOS MEMS技术的应用CMOS MEMS技术可以用于制造各种小型的微机电元件，如传感器、移动式机械执行元件和微液滴系统等，并把它们集成到一个系统中，实现快速甚至是实时的检测和控制功能，包括加速度计、陀螺仪、压力传感器、湿度传感器、热释电传感器等。
此外，CMOS MEMS技术还可以用于制造各种精密机械元件，如驱动电机、驱动凸轮机构、推拉动力接合机构和各种气动元件，这些集成元件具有体积小、重量轻、低能耗、耐高温、耐腐蚀等优势，可以应用于航天器、汽车和医疗保健等行业，从而推动各类创新新产品的研发。
三、未来发展趋势随着技术的不断进步，CMOS MEMS技术的应用越来越多，未来几年，人们可以期待更多的应用，如物联网、自动驾驶以及人工智能等领域。
此外，由于CMOS MEMS技术中制造过程的复杂性，传统方法难以实现大部分MEMS元件的高积分化、三维集成和尺寸缩小，因此，研究人员正在研究新的技术，如智能制造技术，以实现CMOS MEMS技术应用上更高的精度。
四、结论CMOS MEMS技术是一种新兴的微系统技术，它能够将微机电系统元件与集成电路结合在一起，实现小型、节能、耐用的解决方案，可以用于各种低成本的应用，如传感器、气动机构和机械元件等，并有望在物联网、自动驾驶以及人工智能等领域得到更广泛的应用。
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Micron processing
The micro-milling process is a versatile and convenient process for manufacturing threedimensional microstructures. Micro-drilling is mainly drilling micron-sized holes.
Carbon nanotubes
Carbon nanotube solar cells
Microchannel heat exchangers have been applied and developed in terms of heat transfer. The use of this microchannel heat exchanger can produce a compact, reliable, powerful, portability and high-throughput micro-scale combustion system.
Micro-milling machine
Drill bits for micro-drilling machines
Nanotechnology
Nano devices and devices have the advantages of green, small, efficient and resource-saving.
RF MEMS applications
Thank you
Micro-Manufacturing features can be divided into three categories: 1 ~ 10mm, 1μm ~ 1mm micro-mechanmicromechanicalical, 1nm ~ 10μm nanomachinery.
Microfabrication machines
Nanoscale robots for cancer treatment
Nano gears
Carbon nanotubes
Carbon nanotubes are considered to be excellent materials due to their unique mechanical, electronic and chemical properties. Carbon nanotubes can be used in electronic equipment, supercapacitors, lithium-ion batteries, field emission imaging, fuel cells, actuators, chemical and biosensors, and electronic soud on micron-scale theory, with the wholesale microelectronics technology and three-dimensional processing technology to complete the information acquisition, processing and implementation functions.
Application of micro - system in micro - robot
Microelectronic devices
Micro-welding
CPU technology development process
Micro-system is a short response, fast, high precision system. Micro-electromechanical systems (MEMS) have been used in the automotive, aerospace, chemical, pharmaceutical, manufacturing, defense and environmental monitoring areas. MEMS is involved in the main aspects of micro-processing methods, micro-sensors, actuators, magnetic MEMS, radio frequency (RF) MEMS, microfluids, bioMEMS and microelectromechanical systems.
Microchannel heat exchanger
Nano-dressing is a process that can provide advanced material molding.
Nano-dressing of the tube
02
Micro Systems
Microsystems are systems that integrate microelectronics and micromechanics.
10nm process chips (Snapdragon 835)
Superhydrophobic nano-materials
Nanotechnology has been used in many areas, including automotive, aerospace, household appliances, sporting goods, telecommunications equipment and medical supplies.
Micro Manufacturing and Micro Systems
Investigation and Research
01
Micro-Manufacturing
Micro-fabrication is manufacturing conducted in size of the horizontal micrometer or nanometer.