微機電系統

微機電系統 （ Microelectromechanical Systems ， 縮寫爲 MEMS ） 是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術 ， 它的操作範圍在微米尺度內 。 微機電系統由尺寸爲1至100微米 （ 0.001至 0.1 毫米 ） 的部件組成 ， 一般微機電裝置的通常尺寸在20微米到一毫米之間 。 微機電系統在日本稱微機械 （ micromachines ） ， 在歐洲稱微系統技術 （ Micro Systems Technology ， MST ） 。 比微機電系統更小 ， 在納米範圍的類似技術稱爲納機電系統 （ nanoelectromechanical systems ， NEMS ） 。 微機電系統與或分子電子學的超前概念不同 。 它們內部通常包含一個微處理器和若干獲取外界信息的微型傳感器 。 相比大尺寸的機械裝置 ， 由於MEMS的大表面積與體積比 ， MEMS在設計時需要考慮環境電磁作用 （ 例如靜電荷和磁矩 ） 和流體動力學 （ 例如表面張力和粘度 ） 。 MEMS技術與分子納米技術或分子電子學的區別在於後者還必須考慮表面化學 。 微機電系統的實現得力於用來製造電子裝置的半導體加工技術 ， 並加以改造 ， 使微機電系統可以應用到實際上 。 這些加工方式包含了微米等級的模塑成型 （ molding ） 、 鍍層 （ plating ） 、 溼法刻蝕 （ 氫氧化鉀 ， 四甲基氫氧化銨 ） 和幹法刻蝕 （ RIE和DRIE ） 、 電火花加工 （ EDM ） ， 和其他一些能夠製造微小型裝置的加工方式 。 微機電系統應用的一個知名實例是在蘋果公司的手提通訊裝置中 ， 該公司較新的手機用MEMS振盪器取代以往的石英晶體振盪器產生時脈訊號 ， 但由於氦原子會滲入MEMS積體電路的封裝內 ， 改變MEMS振盪電路的工作情況 ， 因此使氦氣影響了iPhone 、 Apple Watch和iPad等設備的使用 ， 以致用戶處於不知覺氦氣泄漏環境的時候手機失效 ， 直到離開氦氣泄漏環境一段時間 ， 氦氣消散後才恢復 ， 此事經媒體報導後廣爲人知 。