微电子的腾飞有赖于相关科技的支持,反过来它的发展也为更高层次上的科技飞跃带来了契机。伴随对硅、锗等半导体材料的进一步深入研究,源于微电子集成制造的硅微细加工技术逐渐成熟起来。1987年美国利用IC工艺首次制作出了直径为100um的硅静电微型电机,转子直径仅为60um。这一突破性的成就开辟了微型电子机械系统MEMS(或称微机械)的崭新领域,从而为微米科技的研究注入了新内容。作为一个综合性的新型学科,它已成为当今世界范围内的研究热点。
从微机械的加工方法来看,它主要起源于硅集成制造技术。因此微机械继承了集成电路器件所具有的微小、可靠、灵敏、低耗、高效、成本低、适于大批量生产等一系列优点。从功用上看,微机械还具有一般机械远不能及的优势。
(1)首先表现在活动空间、操作对象和工作环境上。微机械能够进入极狭小的空间进行作业,且不易对环境造成不必要的影响与破坏。这样在医学上,微机械可游弋于人体血管,去清除血栓或其它病理组织;在工程上,可以进入精密机械或仪器内部进行故障检修或其它操作。微机械还可以面对很脆弱、易损伤的工作对象,例如接通大脑中的细微神经、检修微型或超微型计算机中的通讯光纤等。此外,微机械还可出现于人类所不能及或不适宜的工作环境,如清洁长期运行于宇宙空间的卫星摄像机镜头、在有核辐射的场所执行任务等。
(2)与一般机械相比,微机械所表现出的智能化程度更高、实现的功能更趋于多样化。由于微机械的工作环境比较复杂,除了人类必备的控制以外,微机械自身也须具有一定程度上的自主分析、判断和处理特定事件的能力。在需要多个微机械共同去完成任务时,相互之间的分工和协作也是必需的。这都要求微机械具有较高的“智能”。
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