MEMS传感器相当于传感器领域的“人工仿生复眼”

2022-06-27 13:19:04 精讯畅通

MEMS微加工技术,创造传感器界的“人工仿生复眼”

生物界的 复眼(例如蜻蜓眼,果蝇眼等)是一种小巧而又精密的感光器官,每只复眼由排列在球面上的成千上万的小眼组成,其中每个小眼都具有独立的感光单元,由角膜,晶锥和感杆束组成,是一种多孔径的光学成像系统。与单眼(如人眼)相比,它具有小体积、轻重量、大视场角、无限景深以及高时间分辨率等优点。

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科学家们基于放生原理,制造出了由多个相机阵列组成的人工仿生复眼。

传感器被称作“五官的延伸”,是人类感知世界的重要工具,提高传感器的精确度、灵敏度和分辨率,对于生产技术发展和生产工艺精进具有重要意义,而生产设计出人工仿生复眼那样的传感器设备,显然也是提高传感器性能的思路之一。

在这种思路影响下,传感器集成化也就成为了一个十分热门的研究方向。

那么怎样的的传感器才适合进行集成化呢?

这个问题的答案,从人工仿生复眼上可以窥见一二,那就是——小体积、轻重量,高灵敏,低成本。

而什么样的技术才能制造出符合上述要求的传感器来呢?答案就是MEMS技术

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MEMS技术是将集成电路制造技术与硅加工技术结合在一起的新型芯片制造技术。该技术通过对基底材料进行部分蚀刻或使用化学物质去除基底形成结构、以及基底上进行材料结构等方式,来形成特有的芯片结构。

MEMS传感器优势

MEMS传感器更容易批量制造,也更有利于降低成本。

与传统的传感器制造相比,MEMS技术工艺流程简化,且所需的劳动力更少。另外,MEMS器件的主要材料是廉价的硅,这种材料的大量使用可以令MEMS制造非常经济高效,因此利润非常可观。

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MEMS传感器比传统传感器更敏感。小型化的MEMS传感器,可以通过组成传感器阵列的方式,来实现对气体、温湿度、压力等要素的,实现各种复杂功能,从而满足日益增长的产品差异化需求。

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MEMS传感器尺寸更小,现行的MEMS传感器尺寸基本都达到了毫米级水平,更适应当前电子机械设备向着紧凑型、迷你型发展的总体趋势。

设备制造商可以在更小的空间内填充更多MEMS组件,在保证产品功能的同时,大幅降低降低特定产品的整体尺寸。

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随着工业生产和科学研究对传感器性能要求的逐渐提升,MEMS技术在传感器制作领域可能发挥着越来越重要的作用。MEMS技术带来的设备小型化和传感器集成化趋势,也正起到推动工业生产组件、精密设备、系统和子系统综合发展的作用。

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精讯畅通MEMS传感器

MEMS气体传感器利用MEMS工艺在SI基衬底上制作微热板,所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的金属氧化物半导体材料。当环境空气中有被检测气体存在时,传感器电导率会发生变化, 气体浓度越改,传感器电导率就会越高,通过简单的电路,即可将电导率变化转换为相应的输出信号。

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精讯畅通依托先进的传感器技术和半导体材料开发技术,自主研发生产的MEMS气体传感器是适用于对可燃气、VOC、氢气、一氧化碳、氨气、硫化氢等各类气体进行高精度监测的微型传感器设备,分为数字信号和模拟信号两种,产品体积小、谐振频率高、功耗低、相应时间短。

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Mems微型传感器长宽均低于0.5厘米,比表面积大,监测敏感度更高。同时小体积传感器方便集成为多功能微传感器阵列,轻松做到一台手指大小的检测仪同时检测数十项气体参数,适应于当前设备微型化的工业发展趋势。

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同时mems传感器耗电少、功率低,工作时,基本不产生热辐射,不会令周围温湿度产生明显变化,不影响周围温湿度传感器的检测精度。

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