MEMS微机电系统技术概况及发展趋势

微电子机械系统（+）及其应用的研究 % ,+-!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：（）%"""#**!&!""!"*#"""%#"$

微电子机械系统（+,+）及其应用的研究-!"#"$%&’()*+*,$)-./#02.&$/.()11

（上海交通大学信息检测技术及仪器系，上海!）"""."

徐小云，颜国正，丁国清

摘要：微型机电系统技术是一个新兴的技术领域。本文介绍了微电子机械系统（+）的特点和关键技,+-并阐述了+术，讨论了+,+-的应用，,+-的发展趋势。

关键词：微电子机械系统；军事应用；微机械中图分类号：/0)文献标识码：1!"#$%&’$(/23+4567,835967+352:;45:8-=93>=<+,+-4=6357;4B3C:=:;3>364;D438C7D9352;787E?@AAAF/23D3:9G63=:;CH3352;787634;967CG53CI923A<<9A<::845:947;7D+,+-:;C49=DG9G63963;C=7DC3K387EJJJ>3;9:63C4=5G==3CF)*-%.#(>45673835967>352:;45:8==93>=L>4849:6<<+,

:845:947;L>4567>:524;3JJ随着大规模和超大规模集!"世纪*"年代后期，

）的研究得成电路的迅速发展，微型机电系统（+,+-到了迅猛的发展。+,+-并不是传统机械电子的直

接微型化，在物质结构、尺度、材料、制造工艺和工作原理等方面远远超出传统机械电子的概念和范畴。它可以说是微电子技术的拓宽和延伸，将微电子、微机械、传感器等技术相互融合，实现了微电子与机械融为一体的系统，这是一种面向新世纪的高新技术，其意义和应用将涉及航空航天、军事、生物医学工程、太空探险、深海探查等领域，因此一旦技术上成熟并形成产业，将对国民经济建设、国防建设乃至社会发展产生深远影

它主要由微型响。图%所示为微型机电系统的模型，

［］%!!。传感器、执行器和相应的处理电路.部分组成

在日本+,+-在不同的国家其名称也有所不同，

），而在欧洲则是微系统技称为微机械（+4567>:524;3

收稿日期：!""!#"!#"$

作者简介：徐小云（—），男，浙江人，在读博士生，研究方向%&’(

—），为微特机器人、多机器人分布式智能控制；颜国正（%&)%

男，湖南人，博士生导师，电子信息学院信息检测技术及仪器系系主任，研究方向为微型机器人、特种机器人、人工智能领域。

术（+，，在英国有时也4567-=93>=/352;787+-/）<A<

称为微工程（+）。+4567E3;4;3364;,+-约有."年AA的发展历史，)"年代的硅压阻的压力传感器是一个里程碑，但真正取得进展还是近%"多年的事。+,+-技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。

图%微型机电系统（+）模型,+-

微型机器人（+）是可编程通用的微型机456767M79电系统。它是+是一门复,+-研究开发的重要分支，杂的综合性更强的技术学科。它在毫微环境下，完成信息采集、传递和进行设定操作及作业的主要载体和工具，是微型机电系统发展的最高阶段。近年来出现的利用精密加工或微细加工技术制作的微驱动器，使得在微观领域中对外界做功、进行操作或移动成为可能，同时微电子学和各种微传感器技术的发展，使得机械具备了信息采集和处理的能力，在这样的背景下，微机器人研究才成为现实。从技术角度来看，微机器人系统包括微传感器、微执行器、微驱动器、微型结构等。正如%"年、!"年前对微处理器的应用范围无法全面预测那样，随着微机器人（微机电系统）的发展，将会不断发现许多新的重要的应用领域。

%+,+-的特点.

［］

（）微型化。+重量轻、耗能%,+-器件体积小、

!!低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。在%4（%4;;

!）大小的硅片上可以实现.N)O($5>!P.!的光交叉），这样就可以节省空间，促使系统结构小型连接（QRS

化，系统更加紧凑；不+,+-与一般的机械系统相比，仅是体积的缩小，而且在力和运动原理、材料特性、加工、测量和控制方面都将发生很大的变化。在+,+-

北京本原同济科技发展有限公司研华授权技术支持中心/：：38"%"#)*&("!)*299"TTTOM9352O57>O5

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