很多非工科讀者,提出要求,希望可以簡單介紹一下文中涉及到的基礎(chǔ)概念。
這里的解釋,盡量用作者自身的語言來描述。如果大家想仔細(xì)研究,請自行上網(wǎng)搜索就好。作者希望用直白的語言,盡量簡單的把事情描述清楚。
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MEMS,其實(shí)有廣義和狹義兩種定義。
狹義上來講,就是用半導(dǎo)體工藝,加工出來的,帶運(yùn)動(dòng)部件的微型機(jī)械電子裝置或者儀器。
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以工業(yè)的發(fā)展歷史來看,最原始的加工方法,就是人工處理,例如打磨,拋光,鉆孔等。還有一些低能量的制造方法,例如鑄造等。
這些工藝,可以在出土的各種武器,裝備上都能看到。
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隨著近代工業(yè)革命的興起,隨著蒸汽機(jī),內(nèi)燃機(jī)等動(dòng)力源的出現(xiàn)。更大的動(dòng)力,代表著更多的加工方法。
于是我們就看到了車床,銑床。沖壓,鍛壓,擠壓等工藝,也成為了可能。
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而隨著半導(dǎo)體工藝的產(chǎn)生,一種新的加工模式誕生了。那就是拍照,蝕刻。
半導(dǎo)體工藝的基礎(chǔ),就是沉積,覆蓋保護(hù)層,光照,沖洗這幾個(gè)步驟。通過這幾個(gè)步驟,反復(fù)的在物體表面,覆蓋一層層的不同花紋的材料。
整個(gè)過程,跟3D打印的過程很接近,只不過方法不同。
這種方法與傳統(tǒng)方法的最大區(qū)別,就是添加,一層層的把材料增加上去。而傳統(tǒng)的工藝,則是刪減,一刀一刀的把多余的物質(zhì),削下去。
用這種方法,通過特殊的排列組合,可以加工出立體的三維結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu),有一些局部構(gòu)件,可以在狹小的空間,進(jìn)行微量的運(yùn)動(dòng),例如顫動(dòng)。這些動(dòng)作,又可以被測量和轉(zhuǎn)化。這樣,我們就得到了微米,乃至納米級的傳感器。
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MEMS的概念很大,傳感器只是它的一種用途而已。
從狹義的角度來看,用半導(dǎo)體工藝加工出來的,能夠產(chǎn)生內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件的,就是MEMS。
典型應(yīng)用包括噴墨打印機(jī)的噴頭!
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MEMS傳感器,還可以廣義去擴(kuò)散。只要加工工藝對,哪怕沒有相對運(yùn)動(dòng)部件,也可以歸為此類。
從某種意義上來講,只要尺度是毫米級別的傳感器,肯定都是MEMS的天下了。其它任何一種工藝,都無法加工出這么細(xì)小級別的產(chǎn)品。