微机电系统MEMS基础

微机电系统（英语：Microelectromechanical Systems，缩写为 MEMS）是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。比它更小的，在纳米范围的类似技术被称为纳机电系统（nanoelectromechanical systems，NEMS）。微机电系统在日本被称作微机械（micromachines），在欧洲被称作微系统技术（Micro Systems Technology，MST）。

微机电系统与分子纳米技术或分子电子学的超前概念不同。微机电系统由尺寸为1至100微米（0.001至0.1毫米)的部件组成，而且微机电设备的尺寸通常在20微米到一毫米之间。它们内部通常包含一个微处理器和若干获取外界信息的微型传感器。在这种尺寸范围下，经典物理基本定律通常不适用。而且由于微机电系统相当大的表面积/体积比，诸如静电和浸润等表面效应要比惯性和比热等体效应大很多。

微机电系统的加工技术由半导体加工技术改造而来，使其可以应用到实际当中，而后者一般用来制造电子设备。其加工方式包含了molding and plating，湿法刻蚀（氢氧化钾，四甲基氢氧化铵）和干法刻蚀（RIE和DRIE），电火花加工（EDM），和其他一些能够制造小型设备的加工方式。

历史

微型机械的概念在相应的加工技术出现之前就被提出了。1959年，理查德·费曼在加州理工学院进行题为《底层还有大空间》（英语：There's Plenty of Room at the Bottom）的演讲。费曼在演讲中提出了在原子尺度上操纵物质的可能性以及将面临的挑战。 1964年，西屋公司的一支团队制造出了第一批微机电设备。这种设备名叫谐振栅极晶体管（英语：resonant gate transistor）

简介

微机电系统是微米大小的机械系统，其中也包括不同形状的三维平板印刷产生的系统。这些系统的大小一般在微米到毫米之间。在这个大小范围中日常的物理经验往往不适用。比如由于微机电系统的面积对体积比比一般日常生活中的机械系统要小得多，其表面现象如静电、润湿等比体积现象如惯性或热容量等要重要。它们一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。其中包括更改的硅加工方法如压延、电镀、湿蚀刻、干蚀刻、电火花加工等等。

生产微机电系统的公司的大小各不相同。大的公司主要集中于为汽车、生物医学或电子工业生产大批量的便宜的系统。成功的小公司则集中于生产创新的技术。所有这些公司都致力于研究开发。随着传感器的发展微机电系统的复杂性和效率不断提高。

常见的汽车行业应用有：

在汽车里作为加速规来控制碰撞时安全气囊防护系统的施用
在汽车里作为陀螺来测定汽车倾斜，控制动态稳定控制系统
在轮胎里作为压力传感器，在医学上测量血压
数字微镜芯片
微型麦克风阵列
MEMS微型投影仪
在计算机网络中充当光交换系统，这是一个与智能灰尘技术的融合
设计微机电系统最重要的工具是有限元分析。

技术
微机电系统有多种原材料和制造技术，选择条件是系统的应用、市场等等。