利用材料特性进行有利组合,硅、铝和钛的氮化物(nitrides)以及碳化硅(siliconcarbide)和其他陶瓷越来越多地应用于mems制造中。陶瓷材料mems列表:
这个列表同时罗列出了一些应用技术。
氮化铝(aln)在纤锌矿结构(wurtzite structure)中结晶,因此表现出热电和压电特性,例如使传感器对法向力和剪切力敏感。
纤锌矿结构(wurtzite structure)
tin表现出高电导率( electrical conductivity)和大弹性模量(elastic modulus),从而有可能用超薄梁结构(ultrathin beams)实现静电mems驱动方案。此外,tin对生物的腐蚀具有高抵抗力,这样就有足够的条件在生物医学环境中使用。
陶瓷mems的例子:mems生物传感器的电子显微镜照片,mems生物传感器在tin接近底面的位置设计了一个50 nm厚度的可弯曲tin悬臂。由于梁夹在字母“x”形的结构的中间,当光束向下弯曲时,复位力会增大,实现形变的功能。
(参考:m. birkholz; k.-e. ehwald; t. basmer; et al. (2013). sensing glucose concentrations at ghz frequencies with a fully embedded biomicro-electromechanical system (biomems). j. appl. phys. 113 (24): 244904–2449048. bibcode:2013jap...113x4904b. doi:10.1063/1.4811351. pmc 3977869. pmid 25332510)
聚合物衍生的陶瓷(polymer-derived ceramics,pdc)可以通过在惰性或反应性气氛中对适当的前体(precursor)进行热处理来制备而无需任何添加剂。pdc具有出色的性能,包括对氧化和腐蚀的稳定性,以及在极高温度下的抗结晶性和抗蠕变性。适宜于针对mems和生物医学领域进行设计和成型。
pdc可以用作薄涂层,也可以通过浇铸以及光刻法(lithography)成型。光刻方法在cmi中得到利用,优化和组合。形成的模具被进一步处理,例如 通过两次光子聚合(two photon polymerization,2pp)来增加功能,或在内部浇铸前驱物之前涂上涂层以提高润湿性(wettability)和脱模性(demoldability)。
材料之间是关联的,并不是某一个材料完全胜任mems的整个工艺,陶瓷材料也结合的聚合物一同实现应用。
pdc加工路线允许通过多种方式来调整所得陶瓷的组成和微观结构,从而调节机械或功能特性。从诸如聚硅氧烷(polysiloxanes)或聚硅氮烷(polysilazanes)的不同种类的所谓的陶瓷前聚合物(preceramic polymers,pcp)开始,可以添加填料、催化剂或引发剂。通过热处理或紫外线照射(uv-irradiation),液态前体(liquid precursors)在交联时转变为融合的生坯(greenbodies)。随后的热解通常在惰性气氛中在700°c至1600°c之间的温度下进行,将生坯转变为无机(聚合物衍生的)陶瓷材料,例如碳氮化硅(sicn)或碳氧化硅(sioc)。
三星Galaxy Note10曝光搭载骁龙855平台运行Android 9系统内存高达12GB
苹果iPhone14 Pro Max获得最佳智能手机显示屏奖
IAR for ARM介绍、 下载、安装与注册
华为正研发苹果Vision Pro头显竞品
自整角机的工作原理
MEMS的陶瓷材料如何选择
华为nova系列已经在中档位市场站稳了脚跟获得了年轻消费者的认为
低电阻连接测试仪电路图分享
当人脸识别走进了公众视野时, Facebook 也不忘凑个热闹
惠普战86商用台式机评测 完全符合商务主机的多种特性
中微爱芯CD4000系列产品推介——寄存器、振荡器
任正非:死是美国精神,活是美国英雄
赋能未来:西门子与 NVIDIA 发布 FREYR 虚拟工厂演示,明确双方下一步的合作方向
迎接双十一,Machenike机械师开启疯狂送福利模式
Shuttle发布16屏输出的miniPC
Altera发布Quartus II软件v14.1扩展支持Arria 10 FPGA和SoC
民用无人机的十大用途详解
华为发布盘古数字人模型,或可达到“人人实现‘数字人’”
接触式图像传感器的信号读取与补偿技术
基于Mobile SDK V4版固件开发大疆无人机手机端遥控器(2)