- •Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
- •Учебные вопросы
- •Литература
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. 1. Определение, классификация, условно- графическое обозначение МЕМС
- •Структурная схема МЭМС с указанием структурных
- •Для изготовления МЭМС применяются те же технологии, что и для изготовления традиционных интегральных
- •Классификация микроэлектромеханических системы в соответствии с областью их применения:
- •Элементы МЭМС в реализации беспилотного КАМАЗа
- •Квадрокоптер, оснащенный МЭМС устройствами для беспилотного перемещения
- •2.Способы изготовления МЭМС
- •Процесс объемной микрообработки
- •Особенности процесса объемной микрообработки
- •2.2. Поверхностная микрообработка
- •Этапы поверхностной микрообработки при
- •Особенности процесса поверхностной микрообработки
- •2.3. Высокопрофильная микрообработка
- •Процесс создания МЭМС-устройств по LIGA- технологии
- •Особенности применения LIGA-технологии
- •2.4.Другие виды микрообработки
- •3. Применение МЭМС
- •3.Применение МЭМС
- •Электростатические актюаторы имеют малое время изменения состояния (приблизительно 10-100 мкс) и близкое к
- •3.1. Датчики на основе МЭМС и их измерительные
- •Характеристики микродатчиков
- •Микромеханические датчики можно подразделить на:
- •3.2. Микромеханические акселерометры (ММА)
- •Акселерометры, предназначенные специально для измерения углов наклона, называются наклономерами.
- •Косновным характеристикам MMA относятся:
- •Датчик движения Epson XV-8000
- •MEMS-акселерометр разработки Sandia Labs.
- •MEMS-акселерометры
- •Основной принцип работы акселерометров на пьезоэлементах
- •3.3. Микромеханические гироскопы (ММГ)
- •Принцип работы ММГ
- •Основными элементами ММГ являются инерционная масса (ИМ), упругий элемент (УЭ) подвеса, элементы привода,
- •3.4. Микромеханические датчики давления (ММДД)
- •По принципу действия ММДД разделяются на датчики прямого и компенсационного преобразования.
- •Датчики давления емкостного типа
- •Микромеханические зеркала
- •Список сокращений
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
Список сокращений
ИМ – инерционная масса ИС – инерциальная система
КМОП - комплементарная структура металл-оксид-полупроводник ММА – микромеханический акселерометр ММГ – микромеханический гироскоп ММДД – микромеханические датчики давления ММП – микромеханические приборы
МОЭМС - микро-оптоэлектромеханические системы МСТ – микросистемная техника МЭМС – микроэлектромеханические системы
НиМЭМС – нано- и микроэлектромеханические приборы РД – режим движения РЧ – режим чувствительности
САПР – система автоматизированного проектирования ФЧХ – фазово-частотная характеристика ЧЭ – чувствительный элемент УЭ – упругий элемент
41
Заключение
Рассмотрены технологические особенности реализации структур МЭМС, приведены методы анализа устройств МЭМС, в частности, описан перспективный метод электромеханических аналогий. Описаны различные типы систем автоматизированного проектирования, которые базируются на использовании специализированного программного обеспечения мировых лидеров в области разработки МЭМС.
Можно указать три основных пути миниатюризации электронной аппаратуры.
1.Уменьшение числа функциональных элементов в схеме. Этот путь может быть реализован за счет успехов схемотехники, однако наилучший результат дает создание элементов или устройств с функционально новыми свойствами.
2.Уменьшение габаритных размеров отдельных элементов при сохранении их электрических параметров. Этого можно достигнуть, в основном путем использования новых материалов и новых технологических приемов изготовления материалов и элементов.
3.Уплотнение взаимного расположения элементов. Наибольшие успехи достигнуты в этом направлении. Они связаны с использованием новых материалов, технологических процессов и принципов конструирования.
42
Контрольные вопросы
1.Что понимают под технологией MEMS?
2.Каковы физические размеры устройств в МЭМС?
3.Какие структурные элементы входят в МЭМС?
4.Как классифицируются МЭМС в соответствии с областью их применения?
5.Перечислите основные методы микрообработки изготовления МЭМС устройств?
6.Перечислите виды датчиков МЭМС?
7.На какие группы делятся актюаторы МЭМС?
9.Что содержит измерительная цепь микродатчика с точки зрения теории измерений?
10.Как называются акселерометры, предназначенные специально для измерения углов наклона?
11.Что отображает статическая характеристика микродатчика?
12.Что характеризует чувствительность микродатчика?
13.Микромеханические датчики можно подразделить на…?
14.Как ММА классифицируют по виду движения?
15.К основным характеристикам MMA относятся:…?
16.Какими классификационными признаками характеризуются ММГ?
17.На какие группы по виду измеряемого давления делятся ММДД?
43
