caozhiliangのblog

MEMS器件在射频比如无线通信上有很好的应用。RF MEMS谐振器和诱导器品质因子在微波上有大幅度提高。MEMS开关极大地改进了高频性能和降低了能耗。本篇概要介绍MEMS开关。  自从1979年彼特森（K. E. Petersen）提出微加工继电器以来，许多种类的MEMS开关被开发出来。随着微加工技术的发展，MEMS开关的价格因为材料成本的降低和使用寿命的延长而下降。  MEMS开关是用微机械加工技术集成在普通硅片上的开关。它用在射频到毫米波（0.1到1000GHz）的通讯上。与传统半导体器件比如双极型晶体管和金属氧化物场效应晶体管相比，MEMS开关的...

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  MEMS的微加工有两种方法，一种是多层平面加工技术，还有一种是基于SOI的体加工技术。    （一）多层平面加工技术   这种方法加工出来的结构有三层：作为主体的多晶硅层、作为暂时填充物的氧化物牺牲层以及多晶硅跟衬底之间的氮化硅绝缘层。在这种结构中，氮化硅覆盖整个衬底，在氮化硅之上的第一层多晶硅用于导电连接（Poly0），MEMS器件的可活动部件是第二层多晶硅（Poly1）。（图一）   （图一）    工...

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这是一篇好几年前的随感，现在贴出来给大家看。 Thursday, November 09, 2006   政治无处不在 自己一向关心政治，看新闻一般看跟政治有关的，对政治也有一番独到的见解，但是一向把政治当成一种消遣，只关心不介入，只当旁观者，除了很久前也热血沸腾过，不过那时还在做学生。 其实政治就是一种处世的方式，在工作和生活中无处不在。你看小孩有时候为了玩具，也会大打出手——那是一种战争方式，但有时也会讲条件，比如一个先玩几分钟，然后另一个多玩一会儿——那是文明的谈判方式。 在公司里，...

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MEMS陀螺仪（gyroscope）将成为MEMS产品的杀手。它已经被大量地应用在消费和汽车产品上。它的性能每两年提高十倍，它的成本却由于集成度和需求量的提高而不断下降。一旦MEMS陀螺仪的价格下降到10美元，它将很快大规模生产。   MEMS陀螺仪的应用非常广泛。下面是一些例子。  汽车：车辆稳定控制，侧翻监控，导航，负载大小/悬挂控制，事故记录，规避碰撞。   消费产品：计算机输入设备，手持计算机设备，游戏控制器，虚拟现实设备，体育器材，摄像机，机器人。   工业：导航自主（机器人）引导的车辆，控制液...

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MEMS陀螺仪（gyroscope）的设计和工作原理可能各种各样，但是公开的MEMS陀螺仪均采用振动物体传感角速度的概念。利用振动来诱导和探测科里奥利力而设计的MEMS陀螺仪没有旋转部件、不需要轴承，已被证明可以用微机械加工技术大批量生产。  绝大多数MEMS陀螺仪依赖于由相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。振动物体被柔软的弹性结构悬挂在基底之上。整体动力学系统是二维弹性阻尼系统，在这个系统中振动和转动诱导的科里奥利力把正比于角速度的能量转移到传感模式。（图一）  

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传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理，因此它主要是一个不停转动的物体，它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。   但是MEMS陀螺仪（gyroscope）的工作原理不是这样的，因为要用微机械技术在硅片衬底上加工出一个可转动的结构可不是一件容易的事。MEMS陀螺仪利用科里奥利力——旋转物体在有径向运动时所受到的切向力。下面是导出科里奥利力的方法。有力学知识的读者应该不难理解。  在空间设立动态坐标系（图一）。用以下方程计算加速度可以得到三项，分别来自径向加速、科里奥利加速度和向心加速度。

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  一般加速度计有两块芯片组成，一块是MEMS传感器，另一块是客户化的信号处理芯片。（见插图）  加速度计也称惯性传感器，因为它的工作原理就是靠MEMS中可移动部分的惯性。由于中间电容板的质量很大，而且它是一种悬臂构造，当速度变化或者加速度达到足够大时，它所受到的惯性力超过固定或者支撑它的力，这时候它会移动，它跟上下电容板之间的距离就会变化，上下电容就会因此变化。电容的变化跟加速度成正比。根据不同测量范围，中间电容板悬臂构造的强度或者弹性系数可以设计得不同。还有如果要测量不同方向的加速度，这个...

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前文讲过，MEMS消费电子快速增长，但是MEMS汽车电子在市场中占主导。（图一）MEMS汽车电子在2006年的市场份额约为16亿美元，预计到2011年达到20亿美元。（图二） 图一 图二 当然汽车MEMS也有其发展模式。图三例出了主要的汽车MEMS：加速度计、压力计和陀螺仪，它们有的市场基本饱和，有的正待开发。 图三 压力计主要用于监控轮胎气压，向中央控制器发射RF信号报告情况。由于每个轮胎都需要独立安装这样的RF MEMS，所以它的需求量很大。目前Infineon销售量最大。压力计还用于监控引擎压力等。   加速度计有两类：测量高加速度（...

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市场观察发展报告说，MEMS市场在2007年增长百分之九，达到70亿美元，其中前30名制造商的收入总和有56亿美元，平均增长7个百分点。 惠普（HP）打印机使用MEMS喷墨头，凭借其销售强势，终于将德州仪器（TI）拉下马，在MEMS市场坐上头把交椅。  触发安全气囊的加速度传感器、轮胎压力传感器、监控引擎压力的传感器、动态稳定控制传感器等MEMS在汽车应用仍旧占据MEMS市场的主体，但是消费电子产品表现出最快的增长速度，尤其是美国模拟器件公司（ADI）和意法半导体（STM）。由于他们设计的加速度计均获得了任天堂的定购用于Wii、后者还获...

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