1. 解释微系统技术与微电子技术的差异
建议列表格进行比较,优先写标红部分。
2. 比较MEMS封装与IC封装的不同
3. 介绍BioMEMS的分类及其典型结构的工作原理
1) 用于识别和测量生物物质的生物传感器 2) 生物仪器及外科手术工具 3) 生物测试诊断系统 典型结构:
? 生物医学传感器
工作原理:生物物质可与传感器内部的某些元素化学反应释放出某些元素,这些元素可以改变传感器中的电流模式。
参考例图(根据时间决定画不画):
? 生物传感器
工作原理:基于待检测分析物与生物分子(如酶、抗体或其他形式的蛋白等)的相互作用。
参考例图(根据时间决定画不画):
4. 介绍微型电动机的工作原理,介绍微型加速度计的典型配置及其工作原
理
1)微型电动机的工作原理:
运动方向W可动电极W+W/3A'B'介电材料C'D'固定电极ABCD
WW
如图所示,对A组电极施加电压,在电场的作用下,A与A’发生相对运动,使得A与A’对齐,但引起了B与B’的错位;接着给B组电极施加电压,B与B’发生相对运动,使得B与B’对齐,但引起了C与C’的错位;继续给C组电极施加电压,C与C’发生相对运动,使得C与C’对齐,但引起了D与D’的错位。如此反复,可动电极就能想着一个方向不断运动。电极间错开的距离越短,电极数越多,运动就越平稳。除了直线电动机,还可以通过类似的方法做出旋转电动机。 2)微型加速计的典型配置及工作原理
典型配置:质量振子、弹簧和阻尼器
弹簧质量振子阻尼器振动基体
工作原理:器件加速运动时,使得基体和弹簧同时加速运动,质量振子为了平衡,也需要弹簧提供一惯性力,从而使得弹簧拉伸(压缩)。通过测量弹簧力的大小,或弹簧引起的变形的大小,或由质量振子和固定基体组成的电容器电容的大小,来测量加速度的大小。阻尼器的作用是减弱弹簧的简谐运动,使质量振子快速稳定,从而快速获得测量值。
MEMS中常用的加速度计有悬梁式加速度计和平衡力式加速度计。悬梁式加速度计中,悬臂梁充当弹簧,质量块为质量振子,腔内流体充当阻尼器,通过测量悬臂梁上的压敏电阻值计算加速度。平衡力式加速度计中薄梁为质量振子,弹簧铰链为弹簧,周围流体为阻尼器,通过测量差动电容计算加速度。
5. 解释硅被优先选择作为MEMS衬底材料的原因。
1) 可以被集成到硅衬底的电子器件上
2) 力学性能稳定,是理想的结构材料,拥有较高的杨氏模量和较小的密度 3) 高温下的尺寸稳定性 4) 热膨胀系数小
5) 没有机械迟滞,硅晶面平整 6) 材料来源广泛,成本较低
7) 设计、制造更灵活,处理、制作工艺成熟
6. MEMS材料中压电晶体材料、聚合物类材料各自特点及应用;如何使聚
合物导电?
1)压电晶体材料:
特点:拥有压电效应(受到压力变形时,能在上线表面产生电压)和逆压电效应(在上下表面施加电压,材料能产生一变形);通常为固体陶瓷材料
应用:MEMS中的执行器、压电微泵、打印机墨盒、双压电微风扇
2)聚合物材料:
特点:重量轻、成本低、熔点低、电导率差(一般为绝缘体)、处理工艺简单、