傳感(gan)器逐漸(jian)微(wei)型(xing)化發展(zhan)

傳感(gan)器逐漸(jian)微(wei)型(xing)化發展(zhan)

        各(ge)種控制儀器設備的(de)功(gong)能越來越(yue)大，有些精(jing)密(mi)儀器或設備，體積(ji)本身就(jiu)小(xiao)，還(hai)需要接(jie)上(shang)各種傳感(gan)器進行感知和控制，這(zhe)也(ye)對(dui)傳感(gan)器微(wei)型(xing)化提(ti)出(chu)了更(geng)高的(de)要求。因而(er)傳感(gan)器本身體積(ji)也(ye)是越(yue)小(xiao)越好，這(zhe)就要(yao)求(qiu)發展(zhan)新的(de)材料及加工技術，目(mu)前利(li)用(yong)矽(gui)材(cai)料制(zhi)作的(de)傳感(gan)器體積(ji)已(yi)經(jing)很(hen)小。如(ru)傳統的(de)加速度傳感(gan)器是由重(zhong)力塊和彈(dan)簧等(deng)制成(cheng)的(de)，體積(ji)較(jiao)大、穩(wen)定(ding)性差(cha)、壽(shou)命(ming)也(ye)短，而(er)利(li)用激光等(deng)各(ge)種微(wei)細(xi)加工(gong)技術制(zhi)成的(de)矽加速度傳感(gan)器體積(ji)非常(chang)小(xiao)、互(hu)換性可(ke)靠(kao)性都(dou)較(jiao)好。微(wei)型(xing)傳感(gan)器可(ke)以(yi)不受空間大(da)小制(zhi)約(yue)而(er)安(an)放在(zai)狹小(xiao)位(wei)置(zhi)上(shang)，並(bing)有對(dui)被測對(dui)象的(de)狀態幹(gan)擾(rao)小、時間應快和成本低(di)等優(you)點(dian)。過去(qu)制(zhi)作傳感(gan)器壹邊用(yong)眼(yan)看壹邊用(yong)手(shou)加(jia)工(gong)，就是機(ji)械加工也(ye)受到(dao)機械能力的(de)限制(zhi)。以(yi)集成(cheng)技術為(wei)基礎的(de)微(wei)細(xi)加工(gong)技術則(ze)不然(ran)，能把(ba)電路加工(gong)到光波(bo)數(shu)量(liang)級(ji)，而(er)且(qie)可(ke)批(pi)量(liang)生產，價格便宜。

        集(ji)成(cheng)電路加工(gong)技術由三(san)大摹(mo)本技術組(zu)成(cheng)：平(ping)面(mian)電子工藝技術；有(you)選(xuan)擇(ze)的(de)化學(xue)腐蝕技術和機械切(qie)割(ge)技術。這(zhe)三項(xiang)技術都(dou)能(neng)進行三維(wei)加(jia)工。平面電子工藝技術是把(ba)在(zai)矽表面生成的(de)氧化膜作(zuo)為(wei)壹種掩膜，在(zai)具有(you)掩膜的(de)矽單晶上(shang)進行具有空間選(xuan)擇(ze)的(de)擴散(san)和腐蝕加工。所(suo)以平(ping)面(mian)電子工藝技術包括照相制版技術、雜(za)質(zhi)擴散(san)技術、離子註入(ru)技術和化學(xue)氣(qi)相沈(chen)積技術等(deng)。利用(yong)有(you)選(xuan)擇(ze)的(de)化學(xue)腐蝕技術能(neng)對(dui)由平(ping)面電子工藝技術制(zhi)作而(er)成(cheng)的(de)氧化物(wu)掩膜和已(yi)擴(kuo)散(san)了(le)雜(za)質(zhi)的(de)半導體物(wu)體空間進行有選(xuan)擇(ze)的(de)化學(xue)腐蝕加工。利用(yong)這(zhe)種技術可(ke)以(yi)在(zai)特定(ding)方(fang)向(xiang)上(shang)把(ba)矽體腐蝕掉，可(ke)以(yi)進行三維(wei)加(jia)工。這(zhe)種微(wei)加工(gong)技術可(ke)以(yi)把(ba)物體加(jia)工成(cheng)極(ji)微(wei)細(xi)的(de)可(ke)動(dong)部(bu)件，如(ru)應(ying)力桿(gan)狀物，開關(guan)甚至(zhi)馬達等。

         美(mei)國斯坦(tan)福大學已(yi)把(ba)過去(qu)相當(dang)大的(de)連搬(ban)遙(yao)都(dou)困(kun)難的(de)氣相色譜儀集成在(zai)直徑5cm的(de)矽片上(shang)，制成(cheng)超小(xiao)型(xing)氣相色譜儀，現在(zai)的(de)傳感(gan)器概念(nian)已(yi)跳出(chu)原來(lai)含(han)義的(de)小圈子，而(er)是以(yi)微(wei)型(xing)、集成化和智能(neng)化為(wei)特(te)征的(de)微(wei)系統。該微(wei)系統除具(ju)有(you)自(zi)測試、自(zi)校準(zhun)和數字(zi)補(bu)償的(de)微(wei)處(chu)理器(qi)之(zhi)外(wai)，還(hai)具有微(wei)執行器。現代的(de)微(wei)細(xi)加工(gong)技術已(yi)把(ba)微(wei)傳感(gan)器、微(wei)處(chu)理器(qi)和微(wei)執行器集成在(zai)壹塊矽(gui)片上(shang)構(gou)成微(wei)系統。

        Mems技術的(de)發展(zhan)使(shi)微(wei)型(xing)傳感(gan)器提高到(dao)了(le)壹個(ge)新的(de)水平，利用微(wei)電子機械加工技術將微(wei)米(mi)級(ji)的(de)敏感元(yuan)件、信(xin)號(hao)處(chu)理器(qi)、數(shu)據(ju)處(chu)理裝(zhuang)置(zhi)封(feng)裝(zhuang)在(zai)同壹芯片(pian)上(shang)，它(ta)具(ju)有(you)體積(ji)小、價格便宜、可(ke)靠(kao)性高等(deng)特(te)點(dian)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)明(ming)顯(xian)提高系(xi)統測試(shi)精(jing)度。

        MEMS技術是隨著(zhe)半導(dao)體集(ji)成電路微(wei)細(xi)加工(gong)技術和超精(jing)密(mi)機械加工技術的(de)發展(zhan)而(er)發展(zhan)起來的(de)。借助(zhu)MEMS技術的(de)發展(zhan)，傳感(gan)器技術將朝(chao)著(zhe)微(wei)型(xing)化、智能(neng)化、多(duo)功(gong)能化的(de)方(fang)向(xiang)發展(zhan)，這(zhe)也(ye)正適(shi)合(he)自(zi)動化和工業(ye)控制對(dui)傳感(gan)器性能(neng)的(de)需求。目(mu)前采(cai)用Mems技術可(ke)以(yi)制(zhi)作檢測力學量(liang)、磁學(xue)量(liang)、熱學(xue)量(liang)、化學(xue)量(liang)和生物量(liang)的(de)微(wei)型(xing)傳感(gan)器。由於(yu)Mems微(wei)型(xing)傳感(gan)器在(zai)降低(di)汽車電子系統成本及提高其(qi)性能(neng)方(fang)面的(de)優勢(shi)，它(ta)們(men)已(yi)開始(shi)逐步(bu)取(qu)代基(ji)於(yu)傳統機電技術的(de)傳感(gan)器。Mems傳感(gan)器將成(cheng)為(wei)世(shi)界(jie)汽車電子的(de)重要構(gou)成部(bu)分。