舟航 发表于 2011-5-10 22:31
% B1 O, y% W) `( c+ S先说坛子有玩MEMS的吗?玩的咋样,敢拍拍胸脯吗? - F# D5 ^+ c3 m; Y
谢版主提醒。
. B! J" d; E% C/ _( s俺查了一些资料,就先说说一些初步的理解:
% ] U2 x, |" @: U4 h; G' zmems全称是micro electromechanical system,即微机电系统,是从集成电路技术发展过来的,可以说是IC技术的扩展。
9 Z) a$ f+ n* r) V8 v, k8 [1 x9 F, J
典型的mems器件是含有机械运动部件的,如果在大气环境下运动,会受到空气阻尼的阻碍,直接影响到Q值,具体的表现是气压高则Q值低,而且还会消耗多余的能量,这两方面的影响会相当大地影响到器件的性能。
0 k. q F3 @4 A8 l) f! \而如果在真空环境下,mems器件的Q值会很高,主要原因就是消除了空气阻尼,而且热传导也会得到抑制。- U g: {. q' ?( J/ I
h7 o4 s6 D+ L3 ^# y: w1 [3 R
具体来看,真空封装有如下好处: j6 I4 u0 z% ~) _; Q
1.可以通过真空封装形成器件内的局部真空,以此作为绝对压力的零点,制造绝压传感器。
6 U" O1 R5 ^4 t5 v) g2.很多种传感器都需要控制热机噪声,而其罪魁祸首就是空气阻尼,但在真空状态下,此种情况会大大好转。, ?' o, b0 L; _1 W8 B$ _' A
3.陀螺仪的振子Q值是其灵敏度的主要指标,而真空封装能够将其有效地提高。
! l( O) e, r' }' U; E
! B" G" |9 X6 y k5 r- ~9 ?3 L) |4.利用真空绝热的特性,包括红外探测在内的一些传感器都可以做到很高的灵敏度。
& S+ @/ g' E, G9 c0 O; ?& u4 C1 q7 G. z: W v$ H
目前存在的问题:
( U/ b" h% h7 q; g7 [1.真空度的持久性:由于封装材料本身的气密性,以及封装手段的原因,大气会泄漏进封装器件内,加上mems传感器的体积都很小,内部材料自身放气也会对真空度有一定的影响。8 @1 _! Y- X# p! j' u4 W! |: b; s* P
2.封装手段:目前成熟的几种封装材料有玻璃-金属,玻璃-玻璃,陶瓷-金属,手法大概是晶元键合和平面牺牲层,但尚无具体数据支撑其封装效果,其成本也相对较高。另一种手法是利用吸气剂,但由于非蒸散型吸气剂需要激活,要求的温度会影响到传感器内部器件,而蒸散型吸气剂则容易引起短路,所以这方面不能说是完全成熟。 v* {6 {) |0 j9 J- F/ c( u& _
; P6 n: @* W" L0 \
说到这里,俺想问问,这种密封件的尺寸都较小,即使获得了理想的真空,又该如何检测?另外,任何材料都会放气,而大气中的氢会通过材料固溶-扩散的方式进入到真空里,这两者都会导致真空度的下降,而封装手段的气密性,也会直接影响到真空度。那么,一般来说,mems器件的真空度要到多高,在经济上会比较合适?其使用年限为多少年?如果内部器件的真空度下降而导致灵敏度降低,能否有检测手段给出警告?
' Q" O& V9 @% a8 V |