除了价格更便宜,MEMS器件也比它们更大等价物的应用范围更广。在智能手机、相机、气囊控制单元或类似的小型设备中,竭尽所能也设计不出金属球和弹簧加速度计;但通过减小了几个数量级,MEMS器件可以用在容不下传统传感器的应用中。

易于集成是MEMS技术的另一个优点。因为它们采用与ASIC制造相似的制造流程,MEMS结构可以更容易地与微电子集成。将MEMS与CMOS结构集成在一个真正的一体化器件中虽然挑战性很大,但并非不可能,而且在逐步实现。与此同时,许多制造商已经采用了混合方法来创造成功商用并具备成本效益的MEMS产品。

数字微镜像素的拆解视图

德州仪器的数字微镜器件(DMD)就是其中一个案例。DMD是TIDLP技术的核心,它广泛应用于商用或教学用投影机单元以及数字影院中。每16平方微米微镜使用其与其下的CMOS存储单元之间的电势进行静电致动。灰度图像是由脉冲宽度调制的反射镜的开启和关闭状态之间产生的。颜色通过使用三芯片方案(每一基色对应一个芯片),或通过一个单芯片以及一个色环或RGB LED光源来加入。采用后者技术的设计通过色环的旋转与DLP芯片同步,以连续快速的方式显示每种颜色,让观众看到一个完整光谱的图像。

二、MEMS现状

基于各种原因,许多MEMS产品在商业上取得了巨大成功,其中许多器件已经获得广泛应用。汽车工业是MEMS技术的主要驱动力之一。例如MEMS振动结构陀螺仪,是一款新的相当便宜的设备,目前用于汽车防滑或电子稳定控制系统中。村田电子的SCX系列MEMS加速度计、陀螺仪和倾斜仪,以及将这些功能集成在一个单芯片中可助力特定的汽车应用---因为它们的精度要求可能会非常高。基于MEMS的气囊传感器自上世纪90年代起在几乎所有汽车中已经普遍取代了机械式碰撞传感器。上图显示了一个简化的MEMS加速度计示例,同碰撞传感器中使用的类似。一个带有一定质量块的悬臂梁连接到一个或多个固定点以作为弹簧。当传感器沿梁的轴线加速时,该梁会移动一段距离,这段距离可以通过梁的“牙齿”与外部固定导体之间的电容变化来测量。

基于MEMS按需投放的打印机头

许多商用和工业用喷墨打印机使用基于MEMS技术的打印机喷头,保持这些墨滴并在需要时精确地放下这些墨滴——这一技术被称为按需投放(DoD)。墨滴放置在横跨压电材料(比如lead zirconatetitanate,)组成的元件中,通过施加的电压来进行挤压。这增加了打印头墨水室的压力,通过施力形成一个非常小量(相对压缩)的墨水,并从喷嘴中喷出。

与此同时,其它一些MEMS技术才刚开始大规模进入市场。微机械继电器(MMR),比如欧姆龙开发的,这种继电器更快,更高效,其集成度前所未有。欧姆龙发挥了自己的微机电系统专业优势,为市场带来新款温度传感器:D6T非接触式MEMS温度传感器。该D6TMEMS制作过程中集成了ASIC和热电堆元件,所以这种小型化的非接触式温度传感器大小仅为18×14×8.8毫米(4x4元件类型)。