微机电系统
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微机电系统(英语:Microelectromechanical Systems,缩写为 MEMS)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术,它的操作范围在微米尺度内。微机电系统由尺寸为1至100微米(0.001至0.1毫米)的部件组成,一般微机电设备的通常尺寸在20微米到一毫米之间。微机电系统在日本称微机械(micromachines),在欧洲称微系统技术(Micro Systems Technology,MST)。
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比微机电系统更小,在纳米范围的类似技术称为纳机电系统(nanoelectromechanical systems,NEMS)。
微机电系统与分子纳米技术(英语:Molecular nanotechnology)或分子电子学的超前概念不同。它们内部通常包含一个微处理器和若干获取外界信息的微型传感器。[1]相比大尺寸的机械设备,由于MEMS的大表面积与体积比,MEMS在设计时需要考虑环境电磁作用(例如静电荷和磁矩)和流体动力学(例如表面张力和粘度)。 MEMS技术与分子纳米技术或分子电子学的区别在于后者还必须考虑表面化学。
微机电系统的实现得力于用来制造电子设备的半导体加工技术,并加以改造,使微机电系统可以应用到实际上。这些加工方式包含了微米等级的模塑成型(molding)、镀层(plating)、湿法刻蚀(氢氧化钾,四甲基氢氧化铵)和干法刻蚀(RIE和DRIE)、电火花加工(EDM),和其他一些能够制造微小型设备的加工方式。
微机电系统应用的一个知名实例是在苹果公司的手提通信设备中,该公司较新的手机用MEMS振荡器取代以往的石英晶体振荡器产生主频信号,但由于氦原子会渗入MEMS集成电路的封装内,改变MEMS振荡电路的工作情况,因此使氦气影响了iPhone、Apple Watch和iPad等设备的使用,以致用户处于不知觉氦气泄漏环境的时候手机失效,直到离开氦气泄漏环境一段时间,氦气消散后才恢复,此事经媒体报导后广为人知。[2][3]