1、會(huì)計(jì)學(xué)1和微系統(tǒng)概述和微系統(tǒng)概述第1頁/共51頁第2頁/共51頁西游記西游記中孫悟空變成小蟲中孫悟空變成小蟲鉆進(jìn)鐵扇公主的肚子里鉆進(jìn)鐵扇公主的肚子里 美國(guó)科幻電影美國(guó)科幻電影驚異大奇航驚異大奇航中中在人血管中前進(jìn)的微型艦艇在人血管中前進(jìn)的微型艦艇多年的期盼多年的期盼第3頁/共51頁發(fā)生在發(fā)生在2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代的故事年代的故事如膽結(jié)石手術(shù)、心臟搭橋手術(shù)、腫瘤切除手術(shù)等。如膽結(jié)石手術(shù)、心臟搭橋手術(shù)、腫瘤切除手術(shù)等。能夠減輕病人的痛苦。能夠減輕病人的痛苦。1.微創(chuàng)手術(shù)微創(chuàng)手術(shù)腹腔插入腹腔鏡、手術(shù)工具、攝像頭等腹腔插入腹腔鏡、手術(shù)工具、攝像頭等監(jiān)視器監(jiān)視器遙控操作遙控操作第4頁/共51頁發(fā)

2、生在發(fā)生在20世紀(jì)世紀(jì)90年代的故事年代的故事 氣囊加速度傳感器：感受振動(dòng)信號(hào)，避免強(qiáng)烈沖擊氣囊加速度傳感器：感受振動(dòng)信號(hào)，避免強(qiáng)烈沖擊對(duì)駕駛員造成傷害。對(duì)駕駛員造成傷害。發(fā)生在發(fā)生在2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代的故事年代的故事2.汽車中氣囊汽車中氣囊第5頁/共51頁發(fā)生在發(fā)生在20世紀(jì)世紀(jì)90年代的故事年代的故事發(fā)生在發(fā)生在2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代的故事年代的故事3.微型攝像系統(tǒng)微型攝像系統(tǒng)背著微型攝像系統(tǒng)的蟑螂背著微型攝像系統(tǒng)的蟑螂微型攝像機(jī)在地震廢墟中微型攝像機(jī)在地震廢墟中傳回圖形信號(hào)傳回圖形信號(hào)第6頁/共51頁 MEMSMEMS（Micro Electro-Machanical S

3、ystem,Micro Electro-Machanical System,微機(jī)電系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)) )是是2020世紀(jì)末發(fā)展起來的一門新興的前沿學(xué)科，它是在微電子世紀(jì)末發(fā)展起來的一門新興的前沿學(xué)科，它是在微電子二維表面加工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以硅、玻璃、有機(jī)二維表面加工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以硅、玻璃、有機(jī)材料以及金屬材料的三維加工技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合功能材料及材料以及金屬材料的三維加工技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合功能材料及薄膜化制備工藝，把微型傳感單元、執(zhí)行單元、微能源以及薄膜化制備工藝，把微型傳感單元、執(zhí)行單元、微能源以及微電子電路集成在一個(gè)芯片上的具有傳感、執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理微電子電路集成在一個(gè)芯片上

4、的具有傳感、執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理功能的微型系統(tǒng)。功能的微型系統(tǒng)。 1.MEMS的定義的定義第7頁/共51頁n 美國(guó)：微型機(jī)電系統(tǒng)美國(guó)：微型機(jī)電系統(tǒng)(Microelectro-mechanical System, MEMS)n 日本：微機(jī)械日本：微機(jī)械(Micro-machine)n 歐洲：微系統(tǒng)歐洲：微系統(tǒng)(Micro-system) 我們把這些通稱為微機(jī)電系統(tǒng)我們把這些通稱為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)2.MEMS的三大流派的三大流派第8頁/共51頁 小型小型(mini-) 機(jī)械機(jī)械(1mm10mm) 微型微型(micro-)機(jī)械機(jī)械(1m1mm) 納米納米(nano-) 機(jī)械機(jī)械(1nm1mm)1mm

5、=10-6m（微米）、（微米）、1nm=10-9m（納米）（納米）1um100mm為微米尺度為微米尺度100nm1mm為亞微米尺度為亞微米尺度1nm100nm為納米尺度為納米尺度小于小于1nm為原子團(tuán)簇為原子團(tuán)簇3.微型機(jī)械尺寸范圍微型機(jī)械尺寸范圍（按特征尺寸）（按特征尺寸）微型機(jī)械微型機(jī)械第9頁/共51頁三、三、MEMS 組成組成 MEMSMEMS是微電子同微機(jī)械的結(jié)合，如果把微電子電路比作人的大腦是微電子同微機(jī)械的結(jié)合，如果把微電子電路比作人的大腦，微機(jī)械比作人的五官（傳感器）和手腳（執(zhí)行器），兩者的緊密結(jié)，微機(jī)械比作人的五官（傳感器）和手腳（執(zhí)行器），兩者的緊密結(jié)合，就是一個(gè)功能齊全而強(qiáng)

6、大的微系統(tǒng)。合，就是一個(gè)功能齊全而強(qiáng)大的微系統(tǒng)。4.MEMS的組成的組成 一、一、MEMSMEMS的定義及組成的定義及組成機(jī)械機(jī)械部分部分傳感傳感執(zhí)行執(zhí)行控制部分控制部分電子學(xué)電子學(xué)MEMSMEMS控制部分控制部分微電子學(xué)微電子學(xué)傳統(tǒng)的機(jī)械電傳統(tǒng)的機(jī)械電子系統(tǒng)子系統(tǒng)ICIC工藝發(fā)展后的工藝發(fā)展后的機(jī)械電子系統(tǒng)機(jī)械電子系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)縮小機(jī)械系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)縮小后與控制系統(tǒng)平衡的后與控制系統(tǒng)平衡的MEMSMEMS第10頁/共51頁4.MEMS的組成的組成 一、一、MEMSMEMS的定義及組成的定義及組成第11頁/共51頁“如果有一天可以按照如果有一天可以按照人們的意志安排一個(gè)個(gè)人們的意志安排

7、一個(gè)個(gè)原子，那將會(huì)產(chǎn)生什么原子，那將會(huì)產(chǎn)生什么樣的奇跡呢？樣的奇跡呢？”量子物理學(xué)家理查德量子物理學(xué)家理查德費(fèi)曼費(fèi)曼在加州理工學(xué)院演講在加州理工學(xué)院演講推薦書：推薦書：別逗了，費(fèi)曼先生：怪才歷險(xiǎn)記別逗了，費(fèi)曼先生：怪才歷險(xiǎn)記 1.追溯追溯第12頁/共51頁 （1 1）起始點(diǎn)）起始點(diǎn)（ 20 20世紀(jì)世紀(jì)5050年代末、年代末、6060年代初）年代初） 集成電路（集成電路（ICIC）技術(shù)出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)在微米尺度上規(guī)模制作）技術(shù)出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)在微米尺度上規(guī)模制作電子元器件和電路。電子元器件和電路。 重要研究成果重要研究成果： 1954 1954年：史密斯發(fā)現(xiàn)了壓阻效應(yīng)。年：史密斯發(fā)現(xiàn)了壓阻效應(yīng)。 1958

8、 1958年：人們用單晶硅制作了半導(dǎo)體應(yīng)變片，其靈敏度年：人們用單晶硅制作了半導(dǎo)體應(yīng)變片，其靈敏度是金屬應(yīng)變片的數(shù)十倍。是金屬應(yīng)變片的數(shù)十倍。 1962 1962年：第一個(gè)硅壓力傳感器問世。年：第一個(gè)硅壓力傳感器問世。二、二、微微機(jī)電發(fā)機(jī)電發(fā)展史展史2.三十年的積累三十年的積累（2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代末到年代末到2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末）年代末）第13頁/共51頁 （2）萌芽階段）萌芽階段（20世紀(jì)世紀(jì)60年代中期到年代中期到20世紀(jì)世紀(jì)80年代）年代） 開展了一些有關(guān)開展了一些有關(guān)MEMS的零散研究的零散研究： 硅各向異性腐蝕技術(shù)用于在平面硅襯底上加工三維結(jié)構(gòu)。硅各向異性腐蝕技術(shù)

9、用于在平面硅襯底上加工三維結(jié)構(gòu)。 利用集成電路的加工技術(shù)制造利用集成電路的加工技術(shù)制造MEMS器件，如懸臂梁、薄膜器件，如懸臂梁、薄膜和噴嘴等。和噴嘴等。 20世紀(jì)世紀(jì)70年代，年代，IBM實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了薄膜型硅微壓力傳感器。實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了薄膜型硅微壓力傳感器。這種傳感器比傳統(tǒng)薄膜傳感器有更高靈敏度，并可批量化生這種傳感器比傳統(tǒng)薄膜傳感器有更高靈敏度，并可批量化生產(chǎn)。產(chǎn)。二、二、微微機(jī)電發(fā)機(jī)電發(fā)展史展史2.三十年的積累三十年的積累第14頁/共51頁1987年年，微機(jī)電微機(jī)電研究真正研究真正興興起起標(biāo)志標(biāo)志：加州大加州大學(xué)學(xué)伯克利分校研伯克利分校研制制成功成功了了直直徑為徑為10mm的的硅硅微微馬達(dá)

10、馬達(dá)。第一個(gè)豐收的季節(jié)第一個(gè)豐收的季節(jié)第一臺(tái)靜電微馬達(dá)第一臺(tái)靜電微馬達(dá)3.豐收的季節(jié)豐收的季節(jié)（2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末，年代末，9090年代初年代初）世界上第一個(gè)微電機(jī)（世界上第一個(gè)微電機(jī)（19881988）1212個(gè)固定電極、個(gè)固定電極、8 8個(gè)轉(zhuǎn)子電極個(gè)轉(zhuǎn)子電極19881988年，伯克利分校科研人員為年，伯克利分校科研人員為直徑約直徑約120120mm的靜電馬達(dá)通電并的靜電馬達(dá)通電并成功使其運(yùn)轉(zhuǎn)。成功使其運(yùn)轉(zhuǎn)。二、二、微微機(jī)電發(fā)機(jī)電發(fā)展史展史第15頁/共51頁 9090年代初，年代初，ADIADI的氣囊的氣囊加速度計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。加速度計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 90 90年代末，年代末，San

11、diaSandia實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室5 5層多晶硅技術(shù)代表最高水平。層多晶硅技術(shù)代表最高水平。二、二、微微機(jī)電發(fā)機(jī)電發(fā)展史展史3.豐收的季節(jié)豐收的季節(jié)第16頁/共51頁1.微型化微型化第17頁/共51頁 主要材料主要材料：硅：硅 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)：強(qiáng)點(diǎn)：強(qiáng)度、硬度度、硬度、楊、楊氏模量氏模量：與鐵：與鐵相相當(dāng)當(dāng) 密度密度：近：近似似鋁鋁 熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)率率：接近接近鉬鉬和和鎢鎢其他材料：石英，砷化鎵其他材料：石英，砷化鎵基底材料基底材料 玻璃、塑料和金屬玻璃、塑料和金屬封裝材料封裝材料 聚合物、金屬材料聚合物、金屬材料微系統(tǒng)制作微系統(tǒng)制作硅片硅片2.2.制造材料性能穩(wěn)定制造材料性能穩(wěn)定第18頁/共51頁 在在

12、硅硅晶晶圓片圓片上上制制作作數(shù)數(shù)百百個(gè)壓個(gè)壓力力傳感傳感元件元件三、三、MEMSMEMS的特的特點(diǎn)點(diǎn)3.批量化生產(chǎn)批量化生產(chǎn)第19頁/共51頁 集成了傳感器、緩沖器、振集成了傳感器、緩沖器、振蕩器、解調(diào)器、信號(hào)發(fā)生器、載蕩器、解調(diào)器、信號(hào)發(fā)生器、載波電容器等。波電容器等。三、三、MEMSMEMS的特的特點(diǎn)點(diǎn)4.4.集成化程度高集成化程度高ADIADI公司生產(chǎn)的微加速度計(jì)公司生產(chǎn)的微加速度計(jì)MEMSMEMS芯片芯片第20頁/共51頁三、三、MEMSMEMS的特的特點(diǎn)點(diǎn)5.5.多學(xué)科交叉多學(xué)科交叉第21頁/共51頁一個(gè)比螞蟻頭的尺寸還要小得多的齒輪一個(gè)比螞蟻頭的尺寸還要小得多的齒輪雙層微齒輪雙層微

13、齒輪1.MEMS1.MEMS器件器件微齒輪微齒輪第22頁/共51頁四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用微齒輪微齒輪第23頁/共51頁 圖正前方毛毛嘈嘈的東西是一粒灰塵，其后方是一個(gè)微機(jī)圖正前方毛毛嘈嘈的東西是一粒灰塵，其后方是一個(gè)微機(jī)械部件，只有幾個(gè)微米！械部件，只有幾個(gè)微米！微機(jī)械部件微機(jī)械部件微泵微泵微機(jī)械部件微機(jī)械部件四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第24頁/共51頁新加坡南洋理工大學(xué)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)新加坡南洋理工大學(xué)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)微齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第25頁

14、/共51頁在光纖多路開關(guān)中使在光纖多路開關(guān)中使用的靜電旋轉(zhuǎn)微馬達(dá)用的靜電旋轉(zhuǎn)微馬達(dá)靜電靜電微馬達(dá)微馬達(dá)電磁型微馬達(dá)與芝麻電磁型微馬達(dá)與芝麻微馬達(dá)微馬達(dá)國(guó)內(nèi)自主開發(fā)幾種微馬達(dá)國(guó)內(nèi)自主開發(fā)幾種微馬達(dá)四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第26頁/共51頁遠(yuǎn)遠(yuǎn)比比螞蟻還螞蟻還小小的微渦輪的微渦輪四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用微渦輪微渦輪微型渦輪葉片微型渦輪葉片第27頁/共51頁微型光開關(guān)微型光開關(guān) 用于控制來自光纖的用于控制來自光纖的入射光轉(zhuǎn)到相應(yīng)的接收光入射光轉(zhuǎn)到相應(yīng)的接收光纖中。纖中。 微鏡微鏡四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第28頁/共5

15、1頁MirrorSupportStructureSubstrate HingesTorsion Hinges1st DOF2nd DOFForce-redirecting Linkage微鏡微鏡四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第29頁/共51頁七、七、MEMSMEMS的應(yīng)用的應(yīng)用MEMSMEMS應(yīng)用領(lǐng)域涉及計(jì)算機(jī)、汽車、通訊、醫(yī)藥、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域涉及計(jì)算機(jī)、汽車、通訊、醫(yī)藥、軍事等2.MEMS2.MEMS的應(yīng)用的應(yīng)用四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第30頁/共51頁應(yīng)用之一：計(jì)算機(jī)方面應(yīng)用應(yīng)用之一：計(jì)算機(jī)方面應(yīng)用四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用

16、器件及應(yīng)用 世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)于世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)于19461946年在美國(guó)賓夕法尼亞年在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生。它是一個(gè)龐然大物，用了大學(xué)誕生。它是一個(gè)龐然大物，用了1800018000只電子管、只電子管、3030噸、噸、150150平方米、平方米、2525千瓦。千瓦。第31頁/共51頁1958年9月12日: INTEL公司研發(fā)了集成電路（IC）。1975年,ATARI-8800微電腦問世。 1981年8月12日: IBM發(fā)布其個(gè)人計(jì)算機(jī)，有64K內(nèi)存、單色顯示器 。1982年問世的Intel286集成了120000個(gè)晶體管1994年 互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)作正式開始 1999年推出的Pen

17、tium 處理器集成的晶體管數(shù)目達(dá)24000000個(gè)。1958195819711971199419941982198219751975集成電路集成電路, 筆記本電腦，互聯(lián)網(wǎng)筆記本電腦，互聯(lián)網(wǎng)1971年11月15日: Marcian E. Hoff在INTEL公司開發(fā)成功第一塊微處理器4004，含2300個(gè)晶體管。四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第32頁/共51頁MEMS技術(shù)的里程碑CMOS片上麥克風(fēng)這一CMOS器件在體積、成本和性能參數(shù)上都有改進(jìn)，這種表面裝配插件的尺寸是4*4*1.8毫米。 CMOS片上麥克風(fēng)片上麥克風(fēng)四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第

18、33頁/共51頁 噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī) 惠普公司在惠普公司在19781978年首先發(fā)明了基于硅微機(jī)械加工技術(shù)的噴年首先發(fā)明了基于硅微機(jī)械加工技術(shù)的噴墨打印機(jī)噴嘴墨打印機(jī)噴嘴。四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第34頁/共51頁應(yīng)用之二：汽車上的應(yīng)用應(yīng)用之二：汽車上的應(yīng)用四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第35頁/共51頁日本一家公司利用日本一家公司利用MEMS技技術(shù)制作的小型化汽車術(shù)制作的小型化汽車四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制的小型自美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制的小型自動(dòng)機(jī)器人汽車，體積為動(dòng)機(jī)器人汽車，體積為1立方

19、英寸立方英寸第36頁/共51頁STST三軸線性三軸線性MEMSMEMS加速計(jì)加速計(jì)提高超薄設(shè)計(jì)的產(chǎn)品性能提高超薄設(shè)計(jì)的產(chǎn)品性能 微機(jī)電系統(tǒng)（微機(jī)電系統(tǒng)（MEMSMEMS）為）為iPhoneiPhone提供了很大幫助，因?yàn)闆]提供了很大幫助，因?yàn)闆]有有MEMSMEMS，蘋果的，蘋果的iPhoneiPhone就無法觸屏，也無法根據(jù)用戶手持手就無法觸屏，也無法根據(jù)用戶手持手機(jī)的方向?qū)⒕W(wǎng)頁從豎屏旋轉(zhuǎn)成橫屏顯示。機(jī)的方向?qū)⒕W(wǎng)頁從豎屏旋轉(zhuǎn)成橫屏顯示。飛思卡爾電容式觸摸傳感器飛思卡爾電容式觸摸傳感器為便攜式應(yīng)用帶來智能控制為便攜式應(yīng)用帶來智能控制應(yīng)用之三：通訊行業(yè)應(yīng)用（手機(jī)）應(yīng)用之三：通訊行業(yè)應(yīng)用（手機(jī)）四、

20、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第37頁/共51頁MEMSMEMS在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中以下幾個(gè)方面：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中以下幾個(gè)方面：n 微創(chuàng)外科手術(shù)：可以減輕病人痛苦。微創(chuàng)外科手術(shù)：可以減輕病人痛苦。n 藥物定點(diǎn)輸送：直接將藥物輸送到病變位置，同時(shí)可藥物定點(diǎn)輸送：直接將藥物輸送到病變位置，同時(shí)可檢測(cè)病變處血液樣品參數(shù)，定時(shí)遙控釋放藥物，提高檢測(cè)病變處血液樣品參數(shù)，定時(shí)遙控釋放藥物，提高療效。療效。n 人造器官：包括人造心臟、腎臟、心肺、電動(dòng)假肢以人造器官：包括人造心臟、腎臟、心肺、電動(dòng)假肢以及人造血管、器官、關(guān)節(jié)等。及人造血管、器官、關(guān)節(jié)等。應(yīng)用之四：醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

21、應(yīng)用之四：醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第38頁/共51頁 藥物注射微針頭陣列藥物注射微針頭陣列四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用為什么扎針時(shí)感覺疼痛，被蚊子叮咬時(shí)不會(huì)感覺疼痛？為什么扎針時(shí)感覺疼痛，被蚊子叮咬時(shí)不會(huì)感覺疼痛？ 傳統(tǒng)藥物注射針尖部分已經(jīng)刺入到神經(jīng)末梢的皮膚傳統(tǒng)藥物注射針尖部分已經(jīng)刺入到神經(jīng)末梢的皮膚組織層，該皮膚組織層處于皮膚表面大約組織層，該皮膚組織層處于皮膚表面大約5070m5070m。第39頁/共51頁 未來的戰(zhàn)爭(zhēng)是電子信息戰(zhàn)，其重要特征之一就是竊取和未來的戰(zhàn)爭(zhēng)是電子信息戰(zhàn)，其重要特征之一就是竊取和反竊取情報(bào)。坦克、大炮

22、等有可能退出歷史舞臺(tái)。微納米傳反竊取情報(bào)。坦克、大炮等有可能退出歷史舞臺(tái)。微納米傳感器也可打扮成樹葉、草桿、螞蟻、蒼蠅等，用空投等方法感器也可打扮成樹葉、草桿、螞蟻、蒼蠅等，用空投等方法將其投入到所需預(yù)定地方，構(gòu)成一個(gè)分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，用將其投入到所需預(yù)定地方，構(gòu)成一個(gè)分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，用以收集情報(bào)。以收集情報(bào)。手指肚大小的微飛行器四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用應(yīng)用之五：軍事上的應(yīng)用應(yīng)用之五：軍事上的應(yīng)用第40頁/共51頁 拍撲式微拍撲式微飛飛行器，最行器，最長(zhǎng)長(zhǎng)制制空時(shí)間達(dá)空時(shí)間達(dá)6分分鐘鐘，總總重量不重量不到到20克克，應(yīng)用于軍，應(yīng)用于軍事、航事、航空空、情、情報(bào)報(bào)、

23、娛樂娛樂等等領(lǐng)域。領(lǐng)域。雙槳直升機(jī)與花生比較雙槳直升機(jī)與花生比較 四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第41頁/共51頁歐洲研制微型機(jī)器人試圖控制敵方雷達(dá)歐洲研制微型機(jī)器人試圖控制敵方雷達(dá)金龜蟲機(jī)器人金龜蟲機(jī)器人可立于指甲蓋上的微型機(jī)器人可立于指甲蓋上的微型機(jī)器人 微型機(jī)器人微型機(jī)器人四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第42頁/共51頁 MEMS技術(shù)生產(chǎn)出來的機(jī)器人非常精小，其長(zhǎng)度，寬度技術(shù)生產(chǎn)出來的機(jī)器人非常精小，其長(zhǎng)度，寬度和高度都小于和高度都小于4毫米。該機(jī)器人采用太陽能電池的頂部，并擁毫米。該機(jī)器人采用太陽能電池的頂部，并擁有三個(gè)機(jī)械觸手，以及一個(gè)觸摸

24、傳感器觸手。研究人員解釋有三個(gè)機(jī)械觸手，以及一個(gè)觸摸傳感器觸手。研究人員解釋說，一個(gè)單一的微型機(jī)器人本身是一個(gè)簡(jiǎn)單的個(gè)體，但是相說，一個(gè)單一的微型機(jī)器人本身是一個(gè)簡(jiǎn)單的個(gè)體，但是相互之間能夠利用紅外線傳感器與環(huán)境互動(dòng)，形成群體，清理互之間能夠利用紅外線傳感器與環(huán)境互動(dòng)，形成群體，清理污染物或修復(fù)機(jī)器內(nèi)部故障時(shí)非常有效。污染物或修復(fù)機(jī)器內(nèi)部故障時(shí)非常有效。未來的未來的“跳蚤跳蚤”大軍大軍四、典型四、典型MEMSMEMS器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用第43頁/共51頁u 微機(jī)電系統(tǒng)工程基礎(chǔ)微機(jī)電系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 王琪民等編著（中國(guó)科學(xué)基礎(chǔ)大學(xué)出版社）u MEMS MEMS和微系統(tǒng)和微系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造設(shè)計(jì)與制造 徐

25、泰然著，王曉浩等譯（機(jī)械工業(yè)出版社）u 微機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)微機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ) 黃慶安譯（機(jī)械工業(yè)出版社）u 微納米測(cè)量技術(shù)微納米測(cè)量技術(shù) 王伯雄等編著（清華大學(xué)出版社）第44頁/共51頁 小型小型(mini-) 機(jī)械機(jī)械(1mm10mm) 微型微型(micro-)機(jī)械機(jī)械(1m1mm) 納米納米(nano-) 機(jī)械機(jī)械(1nm1mm)1mm=10-6m（微米）、（微米）、1nm=10-9m（納米）（納米）1um100mm為微米尺度為微米尺度100nm1mm為亞微米尺度為亞微米尺度1nm100nm為納米尺度為納米尺度小于小于1nm為原子團(tuán)簇為原子團(tuán)簇3.微型機(jī)械尺寸范圍微型機(jī)械尺寸范圍（按特征尺寸）（按特征尺寸）微型機(jī)械微型機(jī)械第45頁/共51頁