MEMS材料及应用
MEMS材料及应用讲稿
一、MEMS对材料的要求
在微机电系统中所用的材料在微机电系统的加工制造中起着举足轻重的作用，因为它能把各种功能互相联合在一起。
一方面，在微机电系统中，材料具有传统的几何成形的作用，另一方面，材料的特性对于微机电系统的特性又起着决定性的作用。
因此，用于制造微结构的材料既要保证微机械性能要求，又必须满足微加工方法所需条件。
因此，微机电系统对材料有一下几点要求：
1.传统机械常用的材料是经过熔炼、压延、切削加工等成形过程，而微机械构件大多采用气相、液相或固相等不同的制造过程。
因此，它们的物理胜能与整体材料不同，而且材料性能随构件结构和制造工艺参数变化很大。
如腐蚀性能，在刻蚀时牺牲层的腐蚀速率应大于上下两层结构层等
微机械所用材料应根据构件的功能和制造方法来选择。
例如，用于微致动器材料有:水晶、氧化锡. pZ7，等电致伸缩材料，钦镍合金形状记忆材料等。
用作微构件的材料。
若采用半导体微细加工时，可采用单晶硅、多晶硅、氧化硅等硅材料，陶瓷和聚酷亚胺等非金属材料，以及铝、钨、铬、金等金属材料，对于LIGA加工方法，主要采用镍、铜、金等金属材料和塑料。
2.当构件的几何尺寸缩小到一定范围时将出现尺寸效应，即材料性能和构件的力学行为将发生很大的变化。
尺寸效应的影响反映在许多方面，构件尺寸减小使材料内部缺陷减少，因而材料的机构强度显著增加。
微构件的弹性模量、抗拉强度、断裂韧性、疲劳强度以及残余应力等均与大构件不同，而且有些表征材料性能的物理量需要重新定义。
尺寸效应对于微构件的受力情况也有很大影响。
凡与尺寸高次方成比例的力，如惯性力、电磁力等的作用相对减弱，而与尺寸低次方成比例的粘性力、表面张力、静电力、摩擦力等的作用显著增加。
由于表面积与体积之比相对增加，因而热传导和化学反应速度也相应增加。
二、硅材料及应用
1.单晶硅
硅材料除了具有良好的半导体性能,还有良好的机械性能,如强度、硬度、热导、热膨胀等。
硅材料质量轻,密度是不锈钢的1 /3 .5 ,而弯曲强度为不锈钢
的3. 5倍,其热导性是不锈钢的5倍,而热膨胀系数却不到不锈钢的1 / 7。
单晶硅具有优良的机械、物理性质，其机械品质因数可高达106数量级，滞后和蠕变极小，几乎为零，机械稳定性好。
硅材料的质量轻，密度为不锈钢的1l3，而弯曲强度却为不锈钢的3.5倍，
它具有高的强度密度比和高的刚度密度比。
大部分微机械传感器都是用硅制作的，这不仅是因为硅具有极优越的机械性能和电性能，更重要的是应用硅微机械加工技术可以制作出尺寸从亚微米到毫微米级的微元件和微结构，并且可达到极高的加工精度。
2.多晶硅
单晶是指整个晶体内原子都是周期性的规则排列，而多晶是指在晶体内各个局部区域里原子是周期性的规则排列，但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同。
因此多晶体也看作是由许多取向不同的小单晶体组成的。
多晶硅薄膜具有与单晶硅相近的敏感特性、机械特性，它在微机械加工技术中多用于作为中间加工层材料。
它在工艺上可与单晶硅工艺相容，又能进行精细加工。
而且还可以根据器件的需要随时准备充当绝缘体、导体和半导体。
应用举例：硅压力传感器硅微加速度计
三、陶瓷材料及应用
微机电系统所用的陶瓷材料与一般陶瓷不同，它是以化学合成的物质为原料，控制其中的组分比，经过精密的成型烧结，制成适合微系统需要的多种精密陶瓷材料，通常称为功能陶瓷材料。
功能陶瓷具有耐热性、耐腐蚀性、多孔性、光电性、介电性和压电性等许多独特的性能。
陶瓷材料在微机电系统技术中的应用主要有以下三个方面:
(1)作为基板材料;
(2)作为微致动器的材料;
(3)作为微传感器的材料;
微致动器和微传感器所用的陶瓷材料是压电陶瓷材料。
压电陶瓷材料是一种电致伸缩材料，同时兼有正压电效应和逆压电效应。
若对其施加作用力，则在它确定的两个表面上产生等量异号电荷。
反之，当对它施加外电压时，便会产生机械变形。
利用压电陶瓷的压电效应，压电陶瓷在微机电系统中可用于制作微致动器和微传感器，并且这类致动器和传感器比其他类型的致动器和传感器具有更为优良的频率特性和可集成性。
四、金属材料及应用
1．磁致伸缩金属
磁致伸缩金属是一种同时兼有正逆磁机械藕合特性的功能材料。
当受到外加磁场作用时，便会产生弹性变形;若对其施加作用力，则其形成的磁场将会发生相应的变化。
磁致伸缩材料在微机电系统中常被用作微传感器和微致动器材料。
2．形状记忆合金
形状记忆合金是利用应力和温度诱发相变的机理来实现形状记忆功能，即将已在高温下定型的形状记忆合金，放置在低温或常温下使其产生塑性变形，当环境温度升高到临界温度(相变温度)时，合金变形消失并可恢复到定型时的原始状态。
在此恢复过程中，合金能产生与温度呈函数关系的位移或力，或者二者兼备。
合金的这种升温后变形消失，形状复原的现象称为形状记忆效应。
五、智能材料及应用
智能材料是指能感知环境条件并做出相应“反应”的材料，其行为与生命体的智能反应有些类似，1989年日本的高木俊宜提出了这一概念。
日常生活中常见的变色镜片就是用智能材料制成的，它可以根据太阳光线的强弱做出反应，表现出明暗的变化。
智能材料的发展前景非常广阔。
一方面，其构想来源于仿生学，科学家们的目标就是想研制具有类似于生物各种功能的“活”的材料，因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这3个基本要素。
另一方面，一种材料的功能较单一，难以满足要求，为了解决这个问题，科学家研究采用2种或2种以上的材料复合来构成一个智能材料系统，因而对智能材料的研究涵盖了关于材料系统的设计、制造、加工、性能和结构特征，这些均涉及到了材料学最前沿的领域，对智能材料的研究代表了材料科学最活跃的方面和最先进的发展方向。
智能材料是21世纪一次划时代和深刻的材料革命，其独特的仿生物智能功能，在国民经济的各个领域中已展现出优越性能和广阔的应用前景，与此同时，智能材料发展成为了一门新兴的多学科交叉的综合科学。
mems器件参数
mems器件参数MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）是一种将微电子技术和微机械技术相结合的器件。
它的参数包括尺寸、材料、工作原理、应用领域等。
MEMS器件的尺寸通常非常小，一般在微米到毫米的范围内。
这是由于MEMS器件需要具备微机械系统的特性，能够在微观尺度上实现机械运动。
尺寸小的特点使得MEMS器件能够在集成电路上进行制造，从而实现更高的集成度和更小的体积。
MEMS器件的材料通常是具有机械和电学性能的材料，如硅、玻璃、金属等。
这些材料具有良好的机械强度和电导性能，能够满足MEMS器件的工作需求。
此外，由于MEMS器件的制造工艺通常是利用半导体工艺和微加工技术，因此材料的选择也受到制造工艺的限制。
第三，MEMS器件的工作原理多种多样，常见的有电容、压阻、压电、磁阻等。
这些原理可以通过改变材料的物理性质来实现，例如改变电容的面积、间隙或介电常数，改变压阻的阻值或受力面积等。
这些工作原理的选择取决于具体的应用需求，不同的工作原理可以实现不同的功能，如传感、执行、驱动等。
MEMS器件的应用领域非常广泛，涵盖了生物医学、通信、汽车、航空航天等领域。
例如，在生物医学领域，MEMS器件可以用于实现微型生物芯片、微流控芯片等，用于检测、诊断和治疗疾病；在通信领域，MEMS器件可以用于实现微型天线、微型滤波器等，用于增强通信设备的性能；在汽车领域，MEMS器件可以用于实现惯性传感器、压力传感器等，用于提高汽车的安全性和舒适性。
MEMS器件的参数包括尺寸、材料、工作原理和应用领域等。
这些参数的选择取决于具体的应用需求，不同的参数可以实现不同的功能。
随着微电子技术和微机械技术的不断发展，MEMS器件将在更多的领域得到应用，并为我们的生活带来更多的便利和创新。
MEMS传感器现状及应用
MEMS传感器现状及应用王淑华(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051)摘要:M EM S传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。
首先,简单介绍了M EMS传感器的分类和典型应用。
其次,对M EM S压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEM S传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。
介绍MEM S压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。
最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEM S传感器的发展趋势进行了展望。
关键词:微电子机械系统(M EM S);传感器;加速度计;陀螺仪;压力传感器中图分类号:TH703文献标识码:A文章编号:1671-4776(2011)08-0516-07Current Status and Applications of MEMS SensorsWang Shuhua(T he13th Resear ch I ns titute,CE T C,S hij iaz huang050051,China)Abstract:MEMS sensors feature great varieties,rapid development and w ide applications.Firstly, the catego ries and ty pical applicatio ns of M EM S sensor s are introduced briefly.T hen three typ-i cal M EMS sensors,i1e.the pressure sensor,acceler ometer and g yrosco pe ar e illustrated in de-tail,including the subdiv ision,current technical capability and perfo rmance index,latest resear ch pro gress,products and their applications.Besides that,the research status of the MEM S pr es-sur e sensor using new m aterials for the extreme enviro nm ent at ho me and abro ad is presented. Finally,developm ent trends of M EM S sensors ar e predicted in term s o f new materials,pro ces-sing and assembling technolog y.Key words:micr oelectr omechanical system(M EM S);sensor;accelerom eter;gyr oscope;pr es-sur e sensorDOI:10.3969/j.issn.1671-4776.2011.08.008EEACC:25750引言MEM S传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是M EMS器件的一个重要分支。
mems传感器、执行装置等应用领域,关键技术与国内外发展概况
mems传感器、执行装置等应用领域,关键技术与国内外发展概况MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
第一个微型传感器诞生于1962年，至此开启了MEMS技术的先河。
此后，MEMS传感器作为MEMS技术的重要分支发展速度最快，长期受到美、日、英、俄等世界大国的高度重视，各国纷纷将MEMS传感器技术作为战略性技术领域之一，投入巨资进行专项研究。
随着微电子技术、集成电路和加工工艺的发展，传感器的微型化、智能化、网络化和多功能化得到快速发展，MEMS传感器逐步取代传统的机械传感器，占据传感器主导地位，并在消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药、生物等领域得到了广泛应用。
1 MEMS传感器及分类从微小化和集成化的角度，MEMS（或称微系统）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、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。
微机电系统（MEMS）是在微电子技术的基础上发展起来的，融合了硅微加工和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统。
是20世纪末、21世纪初兴起的科学前沿，是当前十分活跃的研究领域，涉及多学科的交叉，如物理学、力学、化学、生物学等基础学科和材料、机械、电子、信息等工程技术学科。
该领域研究时间虽然很短，但是已经在工业、农业、机械电子、生物医疗等方面取得很大的突破，同时产生了巨大的经济效益。
2.1 MEMS传感器MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器，是MEMS 器件的一个重要分支。
依赖于MEMS技术的传感器主要有以下技术特点：1）微型化：体积微小是MEMS器件最为明显的特征，其芯片的尺度基本为纳米或微米级别。
mems探针 原材料
MEMS探针（MEMS Probe Card）是一种用于半导体测试的设备，主要用于晶圆级测试。
MEMS探针的原材料主要包括以下几种：
1. 硅晶圆：作为MEMS探针卡的主要材料，硅晶圆具有良好的导电性能和机械强度，能够承受高温和高压等恶劣环境。
2. 金属导线：在硅晶圆上制作金属导线，用于连接探针卡上的各个测试点。
常用的金属导线材料有铜、铝等。
3.绝缘层：在硅晶圆和金属导线之间，需要涂覆一层绝缘层，以防止短路和漏电。
常用的绝缘材料有二氧化硅（SiO2）、氮化硅（Si3N4）等。
4. 探针卡框架：用于固定和支撑探针卡，通常由金属制成，如铝、不锈钢等。
5. 探针卡驱动电路：用于控制探针卡的移动和定位，通常包括一些电子元器件，如微处理器、驱动器、传感器等。
6. 探针卡附件：根据不同的测试需求和设备，探针卡可能需要配备一些附件，如探针卡夹具、探针卡加热器等。
总的来说，MEMS探针的原材料主要涵盖了硅晶圆、金属导线、绝缘层、探针卡框架、探针卡驱动电路和探针卡附件等。
这些原材料在制造过程中需要经过一系列的加工和处理，如光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积等，最终制成具有高性能的MEMS探针卡。
MEMS压力传感器原理与应用简介锈钢板
安全气囊
安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器 (inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成。 传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器 接收传感器的信号并进行处理。 安全气囊最重要的指标是可靠性。为了监测传感器、电子电路、气体 发生器；系统一般还有故障诊断模块、并设有信号灯于予以显示。 汽车安全气囊系统系统一般有左右挡板传感器各一个，还有一个传感 器放在含有诊断模块的控制器中。当发生前面碰撞时，两个挡板传感器 中只要有一个闭合，诊断模块就会根据送来的信号进行处理和判断，认 为有必要点火后时即发出点火信号使气囊充气。
主要内容
• 1.什么MEMS压力传感器 • 2.压力传感器的发展历程 • 3.MEMS压力传感器原理与结构 3.1 硅压阻式MEMS压力传感器 3.2 硅电容式MEMS压力传感 • 4.硅压阻制造相关技术 • 5.MEMS压力传感器的应用
1.什么是压力传感器？
压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。
汽车无疑是MEMS压力传感器最大的市场。一辆高端的汽车一般都 会有上百个传感器，包括 30~50 个 MEMS 传感器，其中就有十个左右的 压力传感器。放眼众多种类的压力传感器的应用和市场前景，在轮胎压
力监测系统（Tire Pressure Monitor System，TPMS）中应用的压 力传感器，则是未来市场中最看好的部分。
碰撞传感器
对于各汽车制造厂生产的车辆，碰撞传感器的安装位置 不尽相同，而且碰撞传感器的名称也不统一，例如有些 碰撞传感器按照工作原理也称为加速度传感器。 ①按照用途的不同： 碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。 ②按照结构的不同： 碰撞传感器分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感 器以及机械式碰撞传感器。 ③对于早期的汽车： 一般设有多个触发碰撞传感器，安装位置一般在车身的 前部和中部。
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简介
陀螺仪
总结词
用于测量或维持方向的传感器
详细描述
陀螺仪是一种基于角动量守恒原理的传感器，用于测量或维持方向。它通过测量物体旋转轴的方向变 化来工作，通常由高速旋转的陀螺仪转子组成。陀螺仪广泛应用于导航、姿态控制、游戏控制等领域 ，如智能手机、无人机和导弹制导系统等。
压力传感器
总结词
用于测量流体或气体压力的传感器
MEMS市场应用领域
消费电子
汽车电子
医疗健康
工业自动化
MEMS传感器在消费电子产品 中的应用广泛，如智能手机、 平板电脑、可穿戴设备等。这 些设备中的传感器用于运动检 测、加速度计、陀螺仪、气压 计等。
随着汽车智能化的发展， MEMS传感器在汽车领域的应 用也越来越广泛，如车辆稳定 性控制、安全气囊、发动机控 制等。
MEMS材料
单晶硅
单晶硅是MEMS制造中最常用的材料 之一，具有高强度、高刚度和良好的 化学稳定性。
多晶硅
多晶硅在MEMS制造中常用于制造柔 性结构，具有较好的塑性和韧性。
玻璃
玻璃在MEMS制造中常用于制造光学 器件，具有较高的透光性和稳定性。
聚合物
聚合物在MEMS制造中常用于制造生 物传感器和柔性器件，具有较好的生 物相容性和可塑性。
集成化
未来的MEMS系统将更加集 成化，能够将多个MEMS器 件集成在一个芯片上，实现 更高效、更低成本的应用。
03
CATALOGUE
MEMS传感器与器件
加速度传感器
总结词
用于测量 物体运动状态的传感器
详细描述
加速度传感器是一种常用的MEMS传感器，主要用于测量物体运动状态的加速度。它通常由质量块和弹性支撑结 构组成，通过测量质量块因加速度产生的惯性力来计算加速度值。加速度传感器广泛应用于汽车安全气囊系统、 手机和平板电脑的姿态控制、运动检测等领域。
选用硅材料作为mems制造的主要材料有那些优势-
选用硅材料作为mems制造的主要材料有那些优势?MEMS综述MEMS综述一、EMES基本概念微机电系统一词源于美国，日本称为微机械，欧洲称为微系统是指利用微电子精细加工手段制造微米量级内的设计和制造技术。
它是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。
二、发展历史MEMS这一名词是由美国国家科学基金会于1989年正式提出的，从技术上看，它的产生和发展经历了以下3个主要时期:1、发展初期20世纪50年代，MEMS随着集成电路制造技术的发展而出现。
20世纪60年代的主要研究内容是硅微型传感器和各向异性蚀刻技术。
但是，这个时期的器件由于不够完善而没有商品化。
2、快速发展期20世纪70年代，汽车用传感器和医用压力传感器开始成为MEMS的研究重点，并促进了相应微加工技术的完善。
20世纪80年代，世界各国相继开始MEMS领域的研究，制造技术不断完善，应用领域快速拓展。
80年代后期，包括微加工、结构设计、微动力学、材料学、控制理论、测量等多个领域在内的MEMS研究全面展开。
3、高速发展期20世纪90年代MEMS在国防生物医学、汽车、通信、航空航天等领域的应用全面开始，并有大量MEMS产品推向市场。
21世纪，MEMS逐步从实验室走向实用化。
MEMS的研究领域将进一步扩展，逐渐形成纳米器件、生物医学、光学、能源、海量存储、信息等新的应用方向，并从单一的MEMS器件和功能向着系统功能集成的方向发展。
三、研究内容1、理论研究主要研究微尺寸效应、微磨擦、微结构的机械效应。
微机械、微传感器、微执行器等的设计原理和控制方法。
2、工艺研究主要研究微材料性能、微加工工艺技术、微器件的集成和装配以及微丈量技术等。
世界上制作MEMS器件的工艺技术主要有三种：第一种是以美国为代表的利用化学离蚀或IC工艺，对硅材料进行加工，形成硅基MEMS器件。
目前，国内主要利用这种方法制备MEMS器件，该方法与IC工艺兼容，可实现微机械和微电子的系统集成，适合批量生产，成为制备MEMS器件的主要技术；第二种是以德国为代表的LIGA技术，它利用X射线光刻技术，通过电铸成型和铸塑工艺形成深层微结构方法，制作MEMS器件。
MEMS所使用的功能材料
MEMS讲义（2）：MEMS所使用的功能材料功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
MEMS所使用的功能材料大大拓宽了MEMS 研究领域，提高和改善了MEMS器件和系统的性能，对实现特殊器件或者功能性器件做出了重大贡献。
一：SOI材料SOI （Silicon-on—Insulator）是一类较新的材料和结构, SOI 结构综合了体硅和SOI 材料各自的优点，具有部分绝缘和部分导电的特性. 一般采用键合方式来形成SOI结构.SOI 材料，即绝缘体上的硅材料，被国际上公认为“二十一世纪硅集成电路技术”的基础。
SOI材料有SOS ，FIPOS ，ZMR , SI2MOX 等。
目前SOI 材料主要用于低压、低功耗超大规模集成电路和抗辐照、耐高温的特种集成电路。
SOI 的另一个重要应用领域是制备微电子机械器件,相比传统的体硅压力传感器，用SOI 材料制备压阻式SOI 传感器具有耐高温的特点.采用SOI材料可以制备也比较理想的器件，但并不是说这种器件就是完美的，还存在着若干问题有待解决，如自加热效应、翘曲效应、寄生双极晶体管效应及浮体效应等。
二:压电材料（PZT）压电材料在外界振动激励作用生形变，引起材料内部应力的变化，其内部电荷发生位移从而产生了电场.因当压电晶体受到应力作用时，在它某些面上产生电荷，且应力与面电荷密度之间存在线形关系，这个现象称为正压电效应。
而当压电晶体受到电场作用时，在它的某方向上产生应变，且电场强度与应变之间存在线形关系，称为逆压电效应。
在压电效应中，机械域和电域的能量可以相互转换。
压电材料受到的机械应力产生电场，机械能转化为电能，这种转换模式称为传感器模式；在压电材料上外加电压，引起机械形变，电能转化为机械能，这中转换模式称为执行器模式。
mems器件气密封装工艺规范（材料参数）
mems器件⽓密封装⼯艺规范（材料参数）MEMS器件⽓密封装⼯艺规范（元件级）华中科技⼤学微系统中⼼1. 引⾔微机电系统（Micro ElectroMechanical System－MEMS），⼜称微系统，以下简称MEMS。
MEMS是融合了硅微加⼯、LIGA 和精密机械加⼯等多种加⼯技术，并应⽤现代信息技术构成的微型系统。
它是在微电⼦技术基础上发展起来的，但⼜区别于微电⼦技术，主要包括感知外界信息（⼒、热、光、磁、⽣物、化学等）的传感器和控制对象的执⾏器，以及进⾏信息处理和控制的电路。
MEMS具有以下⼏个⾮约束的特征：（1）尺⼨在毫⽶到微⽶范围，区别于⼀般宏（Macro），即传统的尺⼨⼤于1cm尺度的“机械”，但并⾮进⼊物理上的微观层次；（2）基于（但不限于）硅微加⼯（Silicon Microfabrication）技术制造；（3）与微电⼦芯⽚类同，在⽆尘室⼤批量、低成本⽣产，使性能价格⽐⽐传统“机械”制造技术⼤幅度提⾼；（4）MEMS中的“机械”不限于狭义的⼒学中的机械，它代表⼀切具有能量转换、传输等功效的效应，包括⼒、热、光、磁，乃⾄化学、⽣物效应；（5）MEMS的⽬标是“微机械”与IC结合的微系统，并向智能化⽅向发展。
MEMS将许多不同种类的技术集成在⼀起，⽬前已在电⼦、信息、⽣物、汽车、国防等各个领域得到⼴泛应⽤，它被称为是继微电⼦技术⾰命之后的第⼆次微技术制造⾰命。
MEMS器件种类很多，有光学MEMS、⽣物MEMS、RFMEMS 等，不同的MEMS其结构和功能相差很⼤，其应⽤环境也⼤不相同，因此使得MEMS技术⾯临着许多挑战。
专家们认为⽬前MEMS技术在⼯业上⾯临的最⼤挑战是制造和封装问题。
封装占整个MEMS器件成本的50～80％。
鉴于MEMS 器件的种类很多，因此，本规范是对MEMS器件封装设计与⼯艺过程的⼀些成熟⽅法进⾏标准化。
2. MEMS器件封装的特点MEMS封装技术是在IC封装技术的基础上提出的，MEMS封装技术源⽤了许多IC封装⼯艺，因此MEMS封装⼯艺中有许多与IC 封装兼容的⼯艺。