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MEMS傳感器滲入廣泛應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展

2020-11-06 08:52:35 來源：OFweek 閱讀量：6615

　　工業(yè)自動(dòng)化是在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)整裝置，用以代替人工操縱機(jī)器和機(jī)器體系進(jìn)行加工生產(chǎn)的趨勢(shì)。隨著智能制造的發(fā)展，人機(jī)交互、自動(dòng)化、智能化應(yīng)用水平不斷提高，對(duì)裝備制造的工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，加之工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從而拉動(dòng)了對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的需求。

　　工業(yè)自動(dòng)化是一個(gè)突出的業(yè)務(wù)，它正朝著一個(gè)新的方向邁進(jìn)。對(duì)品種、定制產(chǎn)品和產(chǎn)品差異化的需求不斷增加，使得制造商很難批量生產(chǎn)零部件。但是小批量和批量生產(chǎn)會(huì)給組織帶來巨大的成本，企業(yè)可在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域探索新技術(shù)和新機(jī)遇，這機(jī)遇便是微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。繼機(jī)電一體化之后，便是微型機(jī)電一體化的時(shí)代。

　　MEMS體現(xiàn)了一種先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，它包括單個(gè)芯片上的移動(dòng)元件和電子元件，它致力于將集成電路(IC)制造技術(shù)(如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、BiCMOS(雙極結(jié)晶體管和CMOS技術(shù)的集成)與創(chuàng)新的硅微加工444結(jié)合在一起。

　　MEMS技術(shù)提供的可靠性、可擴(kuò)展性、靈敏度和成本效益高的解決方案為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域提供了大量的MEMS應(yīng)用機(jī)會(huì)。

　　工業(yè)微型機(jī)電一體化時(shí)代則是MEMS技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人尤其有利，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以應(yīng)用于觸覺傳感器、導(dǎo)航或接近傳感器。由于商業(yè)可行性較低的趨勢(shì)以及某些非MEMS近距離傳感技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的根深蒂固，在將MEMS技術(shù)應(yīng)用于制造接近或位置傳感器方面的研究受到限制。然而，MEMS技術(shù)允許開發(fā)或生產(chǎn)成本較低的觸覺傳感器，使機(jī)器人能夠獲得感官信息，以便以更通用、自主的方式做出決策和執(zhí)行動(dòng)作。微型化的趨勢(shì)為多傳感器在機(jī)器人、制造過程、過程控制以及生物技術(shù)和生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了機(jī)遇。

　　MEMS的關(guān)鍵技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素

　　成本：初采用MEMS技術(shù)的主要驅(qū)動(dòng)因素是成本。MEMS技術(shù)具有降低成本的巨大潛力，因?yàn)樗梢院苋菀着恐圃?。例如，模擬設(shè)備公司的制造方法已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，每年能運(yùn)送數(shù)百萬個(gè)加速計(jì)。與傳統(tǒng)的傳感器制造相比，該工藝流程簡(jiǎn)化，且所需的勞動(dòng)力更少。

　　多用戶MEMS工藝(MUMPS)是一種標(biāo)準(zhǔn)化的表面微機(jī)械加工技術(shù)，它是利用MEMSCAP中的多晶硅來制造MEMS器件的廉價(jià)的制造技術(shù)之一。硅是制造MEMS器件的主要材料，它可以使MEMS制造非常經(jīng)濟(jì)高效，因此利潤非?？捎^。

　　靈敏度提高：MEMS傳感器比傳統(tǒng)傳感器更敏感。這是MEMS傳感器優(yōu)于傳統(tǒng)傳感器的主要原因，尤其是在高精度和高精度的應(yīng)用中。

　　小尺寸優(yōu)勢(shì)：緊湊是電子或機(jī)械設(shè)備市場(chǎng)的主流趨勢(shì)。MEMS技術(shù)提供了在小面積內(nèi)填充更多MEMS組件的能力，這可以降低特定產(chǎn)品的整體尺寸。具有多種功能的MEMS組件可以增強(qiáng)產(chǎn)品的能力，例如工業(yè)機(jī)器人。

　　MEMS傳感器滲入廣泛應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展

　　工業(yè)自動(dòng)化是一個(gè)成熟的市場(chǎng)，有著成熟的流程。它也比大宗商品型傳感器的更高的體積市場(chǎng)對(duì)價(jià)格敏感；而且大多數(shù)工藝都是一次性投資。目前，基于MEMS的傳感器技術(shù)在這一領(lǐng)域的滲透往往局限于過程監(jiān)控應(yīng)用、工業(yè)安全、機(jī)械監(jiān)控，在裝配線制造應(yīng)用中也有一定程度的應(yīng)用。然而，隨著工業(yè)領(lǐng)域向智能化、分布式以及無線監(jiān)控方向發(fā)展，MEMS技術(shù)在這一領(lǐng)域可能發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　MEMS支持的小型化和微機(jī)電一體化的趨勢(shì)正在推動(dòng)工業(yè)應(yīng)用的組件、設(shè)備、系統(tǒng)和子系統(tǒng)的發(fā)展。然而，集中研究和發(fā)展努力，解決各種技術(shù)和科學(xué)問題，將有助于在其他領(lǐng)域的轉(zhuǎn)彎，并推動(dòng)未來幾年工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。

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