《微机电系统（MEMS）技术+术语GBT+26111-2023》详细解读

《微机电系统（MEMS）技术术语GB/T26111-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义3.1通用术语和定义3.2与科学和工程有关的术语和定义3.3与材料科学有关的术语和定义3.4与功能元件有关的术语和定义3.5与加工技术有关的术语和定义contents目录3.6与键合和装配技术有关的术语和定义3.7与测量技术有关的术语和定义3.8与应用技术有关的术语和定义附录A(资料性)本文件与GB/T26111—2010相比的主要技术变化参考文献索引011范围本文件明确了微机电系统（MEMS）技术中常用的术语及其定义，包括MEMS器件、MEMS传感器、MEMS执行器等。术语定义按照MEMS技术的不同领域和应用场景，对术语进行了详细分类，便于读者查找和理解。术语分类术语定义与分类本文件所包含的术语涵盖了MEMS技术的设计、制造、封装测试以及应用等方面，为MEMS技术的研发和应用提供了全面的术语支持。涵盖内容随着MEMS技术的不断发展，本文件将根据实际情况对术语进行更新和补充，以确保术语的时效性和准确性。术语更新术语涵盖内容使用原则在使用本文件中的术语时，应遵循准确、一致、简洁的原则，避免产生歧义或误解。术语解释对于某些专业性较强或易混淆的术语，本文件将给出详细的解释和说明，以帮助读者更好地理解和应用这些术语。术语使用原则022规范性引用文件GB/TXXXX-XXXX本术语标准主要引用的是微机电系统（MEMS）技术相关的国家标准，确保了术语的准确性和权威性。IECXXXX同时，也引用了国际电工委员会（IEC）制定的相关标准，以与国际接轨，提高术语的通用性。术语和定义来源产品术语涵盖各类MEMS产品的名称、性能参数、应用领域等，有助于用户了解和选择合适的产品。基础术语包括MEMS技术的基本概念、分类、特点等，为理解该技术奠定坚实基础。技术术语涉及MEMS技术的设计、制造、封装、测试等各个环节的专业术语，为技术研发和应用提供准确指导。规范性引用文件范围引用文件的必要性统一术语通过规范性引用文件，可以统一MEMS技术的术语和定义，避免出现混淆和误解。促进交流指导应用规范的术语有助于国内外专家和行业从业者进行准确、高效的交流，推动MEMS技术的快速发展。明确的术语和定义可以为MEMS产品的研发、生产、销售和应用提供有力的支持，提高整个产业链的协同效率。033术语和定义MEMS技术基本术语MEMS01微机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystems）的缩写，是一种融合微型机构、传感器、执行器及电子电路等元部件于一体的微型系统。微型机构02指具有特定几何形状和尺寸，能完成特定运动或实现特定功能的微型构件组合体。微型传感器03能将感受到的物理量、化学量等信息转换成便于传输与处理的电信号的微型器件或部件。微型执行器04能根据控制信号产生特定机械动作或实现特定功能的微型器件或部件。微细加工技术指利用光刻、刻蚀、薄膜沉积、氧化、扩散、键合等工艺手段，在硅片或其他材料基片上制造微型结构的技术。微米/纳米尺度MEMS器件的特征尺寸通常在微米至纳米量级，具有体积小、重量轻、功耗低等特点。批量化制造MEMS技术能够实现微型器件的批量化生产，降低单个器件的成本，有利于其广泛应用。MEMS技术相关概念MEMS技术应用领域MEMS技术在航空航天领域的应用包括微型卫星、飞行器控制系统、惯性导航系统等。航空航天汽车中广泛应用的MEMS器件包括压力传感器、加速度计、陀螺仪等，用于提高汽车的安全性、舒适性和节能性。利用MEMS技术制造的微型传感器可广泛应用于环境监测、气象观测、污染控制等领域。汽车工业MEMS技术在生物医学领域的应用包括生物芯片、微型医疗器械、可穿戴健康监测设备等。生物医学01020403环境监控043.1通用术语和定义MEMS器件是指基于微电子和微机械加工技术制造的，集微型传感器、执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等于一体的微型器件。定义具有微型化、集成化、智能化和多功能化等特点，可广泛应用于各种领域。特征MEMS器件定义MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造的，能够感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。分类应用MEMS传感器根据其测量原理和应用领域，可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器等。广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控制、医疗诊断等领域。定义基于压电效应、热膨胀效应、静电效应等原理，实现微型化、高精度和高可靠性的运动控制。原理应用在航空航天、机器人、自动化生产线等领域具有广泛应用前景。MEMS执行器是采用微电子和微机械加工技术制造的，能够将电能或其他形式的能量转换为机械能，从而实现特定运动的微型器件。MEMS执行器MEMS系统是指由多个MEMS器件和其他相关组件组成的，能够实现特定功能的微型系统。定义具有小型化、集成化、智能化、多功能化等显著特点，可大幅提高系统的性能和可靠性。特点在物联网、智能制造、医疗健康等新兴产业中发挥重要作用。应用领域MEMS系统010203053.2与科学和工程有关的术语和定义MEMS器件利用微机械加工技术制造的，集微型机构、传感器、执行器以及信号处理和控制电路等于一体的微型器件或系统。定义具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、性能优异、功能强大、可以大批量生产、成本低等显著优点。特性主要包括传感MEMS、生物MEMS、光学MEMS、射频MEMS等。分类是一种制造微米至纳米尺度机械结构和系统的技术，是MEMS技术的核心和基础。定义能够加工出高精度、高性能的微机械结构，并实现与集成电路的兼容制造。特点包括表面微机械加工技术、体微机械加工技术、LIGA技术等。分类微机械加工技术利用MEMS技术制造的，能够感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。定义广泛应用于汽车电子、消费电子、工业控制、医疗电子、航空航天等领域。应用主要包括压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、气体传感器等。分类MEMS传感器MEMS执行器应用常用于微型机器人、微型飞行器、精密机械等领域，实现精确控制和驱动。原理基于压电效应、热膨胀效应、磁致伸缩效应等原理，实现电能与机械能之间的转换。定义利用MEMS技术制造的，能够将控制信号转换成机械位移或力输出的器件或系统。063.3与材料科学有关的术语和定义3.3.1术语分类基础材料术语包括常用的金属材料、非金属材料以及复合材料等，为MEMS器件的制造提供物质基础。加工工艺术语涉及MEMS制造过程中的各种技术，如薄膜沉积、光刻、刻蚀等，这些工艺对材料的性质和器件性能具有重要影响。材料性能术语描述材料在MEMS器件中表现出的各种物理、化学性质，如机械强度、电学性能、热学性能等。3.3.2关键材料介绍压电材料具有压电效应的材料，能够将机械能转换为电能或反之，常用于MEMS传感器中的能量转换。柔性材料具有良好的柔韧性和可延展性，适用于制造可穿戴设备、生物医学应用等领域的MEMS器件。硅材料作为MEMS最常用的材料之一，硅具有良好的机械性能和电学性能，广泛应用于传感器、执行器等器件的制造。030201器件性能需求根据MEMS器件的具体应用需求，选择具有合适性能的材料，以确保器件的可靠性、稳定性和耐久性。加工工艺兼容性在选择材料时，需考虑其与现有加工工艺的兼容性，以确保制造过程的顺利进行并降低成本。成本与可持续性在满足性能需求的前提下，应尽量选择成本较低且环境友好的材料，以实现MEMS技术的可持续发展。0203013.3.3材料选择依据073.4与功能元件有关的术语和定义3.4.1微传感器010203定义微传感器是指利用微机械加工技术制造的，能够将被测量转换为可用信号的器件。特性具有体积小、重量轻、功耗低、性能稳定可靠等特点。应用领域广泛应用于环境监测、生物医学、航空航天等领域。定义微执行器是指利用微机械加工技术制造的，能够将电能、化学能等其他形式的能量转换为机械能的器件。3.4.2微执行器种类包括微马达、微泵、微阀等。应用示例在微型机器人、生物医学等领域中发挥着重要作用。01定义微机械结构是指利用微机械加工技术制造的，具有特定几何形状和尺寸的微小机械部件或系统。3.4.3微机械结构02复杂性结构复杂多样，可实现高精度、高可靠性的运动和控制。03加工技术采用光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺进行加工制造。定义微电源微能源是指为微机电系统提供电能或能量的微型电源或能源装置。种类与特点包括微型电池、微型燃料电池、能量收集器等，具有体积小、能量密度高等特点。发展方向随着技术的不断发展，微电源微能源将实现更高效的能量转换和利用，为微机电系统提供更稳定、持久的动力支持。3.4.4微电源微能源083.5与加工技术有关的术语和定义利用光学原理，将掩膜上的图形转移到涂有光刻胶的硅片上的技术。定义根据光源类型，可分为紫外光刻、深紫外光刻、极紫外光刻等。分类是微机电系统制造中的关键步骤，用于制作微小的器件结构和电路图案。应用光刻技术根据腐蚀剂类型，可分为湿法腐蚀和干法腐蚀。分类在微机电系统制造中，用于形成特定的器件形状和尺寸，以及去除多余的材料。应用通过化学或物理方法，去除硅片表面特定区域材料的过程。定义腐蚀技术定义在硅片或其他材料表面，通过物理或化学方法沉积一层薄膜的过程。分类根据沉积方式，可分为物理气相沉积、化学气相沉积等。应用在微机电系统中，薄膜技术用于制作各种功能层，如绝缘层、导电层、半导体层等。薄膜技术一种基于X射线光刻和电镀技术的微加工方法，用于制造高深宽比的微结构。定义能够制作出具有高精度和高稳定性的三维微结构。特点在微机电系统中，LIGA技术被广泛应用于制造微型传感器、执行器和微机械部件等。应用LIGA技术093.6与键合和装配技术有关的术语和定义键合技术键合分类根据键合过程中的温度、压力等条件，键合可分为低温键合、高温键合、超声键合等。键合定义指将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经特定处理，通过分子间作用力结合成为一体的技术。键合应用领域广泛应用于微电子、光电子、MEMS等领域，实现器件的微型化、高性能化和多功能化。指将多个零部件或组件按照设计要求进行组合、连接、调试等，以形成具有特定功能的整体系统的过程。装配定义装配技术特点装配工艺流程高精度、高效率、高可靠性，确保MEMS器件的性能和稳定性。包括零部件准备、装配顺序确定、连接与固定、调试与检测等环节，确保装配质量和效率。装配技术010203键合与装配关系在MEMS器件制造过程中，键合技术用于实现材料的紧密结合，而装配技术则负责将各个部件组合成完整的器件。术语重要性准确理解和运用这些术语对于掌握MEMS技术、开展相关领域研究具有重要意义。定义演变与更新随着技术的不断发展，相关术语的定义也在不断完善和更新，以适应新的应用场景和需求。术语与定义关联性103.7与测量技术有关的术语和定义定义指MEMS器件或系统能够测量的物理量的最小值和最大值之间的范围。重要性测量范围是评估MEMS器件或系统性能的关键指标，它决定了器件或系统能够应用的场景和测量精度。影响因素测量范围受多种因素影响，包括器件的结构设计、材料特性以及制造工艺等。测量范围分辨率定义指MEMS测量系统能够分辨的最小物理量变化。重要性分辨率是反映MEMS测量系统精度的重要指标，它决定了系统能够检测到的最小信号变化量。提升方法通过优化器件结构、提高信号处理能力以及采用先进的制造工艺等方法，可以提升MEMS测量系统的分辨率。灵敏度定义指MEMS器件或系统对输入物理量变化的响应程度。重要性灵敏度是评估MEMS器件或系统性能的重要参数，它决定了器件或系统对微弱信号的检测能力。影响因素灵敏度受器件的结构、材料以及工作原理等多种因素影响，需进行综合优化以提高器件的灵敏度。010203定义指MEMS测量系统的输出与输入物理量之间的线性关系程度。重要性线性度是衡量MEMS测量系统准确性的关键指标，良好的线性度有助于简化数据处理和提高测量精度。改善措施通过精确的器件设计和制造工艺控制，以及后续的数据校准和补偿技术，可以改善MEMS测量系统的线性度。线性度113.8与应用技术有关的术语和定义特点具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等特点，可广泛应用于各种物理量、化学量和生物量的测量。应用领域环境监测、医疗健康、智能交通、工业自动化等。定义微传感器是指基于MEMS技术制造的，能够将被测量转换为可输出信号的微型传感器。微传感器定义微执行器是指基于MEMS技术制造的，能够将电能、化学能等转换为机械能，从而实现特定运动的微型执行器。01.微执行器种类与原理包括电热式、压电式、磁致伸缩式等多种类型，其工作原理主要是利用材料的物理效应将输入能量转换为机械输出。02.应用实例在微型机器人、光学调制、生物医学等领域有重要应用。03.定义MEMS系统集成是指将多个MEMS器件、电路、传感器、执行器等通过一定的方式集成在一起，形成一个功能完整的微型系统。关键技术包括芯片级集成、晶圆级集成和封装级集成等，涉及微加工、微装配、微封装等多个环节。挑战与前景面临的主要挑战包括集成度、可靠性、成本等问题，但随着技术的不断进步，MEMS系统集成将在更多领域展现其巨大潜力。MEMS系统集成010203随着物联网、人工智能等技术的快速发展，MEMS应用将更加多元化和智能化，能够实现对各种环境和参数的实时监测与智能控制。多元化与智能化MEMS应用技术发展趋势在保持性能的同时，MEMS器件将不断追求更小的尺寸和更高的集成度，以适应各种微型化应用场景的需求。微型化与集成化通过新材料、新工艺的研发和应用，不断提高MEMS器件的可靠性和稳定性，延长其使用寿命并降低维护成本。可靠性与稳定性提升12附录A(资料性)本文件与GB/T26111—2010相比的主要技术变化对原有术语进行了全面的梳理和修订，确保术语的准确性和时效性。术语定义的更新与修订增加了近年来新出现的MEMS相关术语，反映了MEMS技术的最新发展。对部分术语的定义进行了优化，使其更易于理解和应用。010203拓展了MEMS技术的分类和应用领域，涵盖了更广泛的微机电系统范围。深化了对MEMS器件性能参数、测试方法等方面的技术描述，提高了标准的实用性。增加了关于MEMS工艺、封装与测试等方面的技术内容，形成了更完善的技术体系。技术内容的扩展与深化与国际标准的接轨与协调参考了国际先进的MEMS技术标准和规范，提高了本标准的国际化和先进性。01在术语定义、技术内容等方面与国