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MEMS設(shè)計的高度復(fù)雜性的體現(xiàn)

發(fā)布時間:2013-01-05 責(zé)任編輯:easonxu

【導(dǎo)讀】針對困擾MEMS發(fā)展的制約因素,人們一直在尋求相應(yīng)的解決辦法。國外的研究結(jié)果顯示,MEMS的加工能力強(qiáng)于其設(shè)計能力。因此,提高M(jìn)EMS的設(shè)計能力就更為迫切。


近年來,微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的研究已取得了很大進(jìn)步,但真正商品化的MEMS產(chǎn)品主要還是一些傳感器類產(chǎn)品。這表明MEMS技術(shù)的發(fā)展還沒有成熟,其中問題之一就是MEMS涉及面廣、設(shè)計過程復(fù)雜以及周期長,這極大地限制了MEMS技術(shù)的快速發(fā)展。

MEMS設(shè)計的高度復(fù)雜性體現(xiàn)在兩個方面:

(1)器件本身的微小化、跨學(xué)科以及高度集成的特性帶來的設(shè)計復(fù)雜性。典型的MEMS至少牽涉到了兩種以上的能量形式,設(shè)計人員必須在了解各個學(xué)科領(lǐng)域知識的基礎(chǔ)上,控制不同能量領(lǐng)域之間的復(fù)雜交互。另外,由于MEMS的尺寸微小化所帶來的一些微觀效應(yīng),使MEMS的設(shè)計和分析更復(fù)雜。

(2)MEMS的微細(xì)加工方法對其設(shè)計增加新的約束。微細(xì)加工所沉積的材料厚度以及去除材料的腐蝕時間都有嚴(yán)格的規(guī)定,設(shè)計微機(jī)電器件的結(jié)構(gòu)時必須要考慮這些約束條件,以確保所設(shè)計器件的可加工性。此外,微細(xì)加工的每一加工步驟都通過物理或化學(xué)的方法一次成型,若加工完后該工藝步驟不滿足要求,并不能對其進(jìn)行修正。因此,在進(jìn)行樣件試制加工之前必須完成設(shè)計的分析、驗證和仿真,以保證其正確,減少返工次數(shù)。這些都使得MEMS的設(shè)計和分析變得復(fù)雜。

針對困擾MEMS發(fā)展的制約因素,人們一直在尋求相應(yīng)的解決辦法。而且,國外的研究結(jié)果顯示,MEMS的加工能力強(qiáng)于其設(shè)計能力。因此,提高M(jìn)EMS的設(shè)計能力就更為迫切。為解決MEMS的設(shè)計難題,人們通常從設(shè)計工具和設(shè)計方法兩個角度進(jìn)行研究。前者針對MEMS設(shè)計過程的某一環(huán)節(jié)(譬如說濕法刻蝕工藝)開發(fā)相應(yīng)的計算機(jī)輔助設(shè)計工具(CAD),對該環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真、分析和評價。而后者則從更高的層次上綜合考慮MEMS設(shè)計的各個環(huán)節(jié),安排設(shè)計流程,流暢銜接不同階段的設(shè)計從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計。
 
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