據美國研發雜誌網站2013年5月14日報道,隨著一種精確測量功率需求與(yu) 輸出的全新方法的問世,微機電係統(MEMS)的商業(ye) 應用將大幅提升。在今天舉(ju) 行的“2013年技聯國際會(hui) 議”上,法國國家計量與(yu) 測試實驗室(LNE)將介紹這一既簡單又廉價(jia) 的技術。研究人員相信它將有助於(yu) 全球MEMS製造商提高產(chan) 品性能、開發新功能、降低大規模生產(chan) 的能源消耗,響應市場對小型化的需求和提高可靠性。
MEMS是非常小的器件,可以用作遠程驅動傳(chuan) 感器來測量物理環境的變化,如力、光或運動,或者反過來MEMS作為(wei) 製動器將能量變化轉換到運動。MEMS尺寸範圍通常從(cong) 20m到1mm,由與(yu) 外部環境交互的器件(如微傳(chuan) 感器)和用於(yu) 信息決(jue) 策的數據處理單元組成。
當前MEMS的應用領域非常廣泛,包括:汽車安全氣囊中的加速度計,可快速檢測車輛的負加速度;噴墨打印機頭,可通過對微小液滴在紙上的精確定位形成圖像;智能手機領中的運動傳(chuan) 感器。
盡管MEMS在上述領域的商業(ye) 化發展已有50年,但當前仍沒有達到人們(men) 的期望,一部分原因是缺乏對這些小器件潛在功率需求和輸出的理解。由於(yu) MEMS必須嵌入到保護性晶圓封裝中,沒有一種方式可接觸到其內(nei) 容機械結構,這對MEMS開發人員或用戶來說很難理解如何最佳利用他們(men) 的產(chan) 品。
為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題,法國LNE的Bounouh博士和他的同事們(men) 開發了一種全新的實驗裝置,可通過電氣測量來獲得MEMS機械參數的準確信息。LNE是歐洲7個(ge) 參與(yu) “能量采集計量”項目的國家研究中心之一,該項目由歐盟委員會(hui) 通過“歐洲計量研究計劃”(EMRP)資助,EMRP是第一個(ge) 通過多國合作來研究將計量科學原理用於(yu) 能量采集產(chan) 品和材料。
研究人員利用器件的電流及變化的頻率分析出器件輸出電壓的諧波含量,輔以額外的計算,得出了MEMS機械結構的特性參數,包括阻尼因子(對振動有負麵影響)及對最大功率(源於(yu) MEMS機械振動)起決(jue) 定作用的頻率。
Bounouh博士表示,“這是非常簡單和快速的測量方法,因為(wei) 你所做的僅(jin) 是把MEMS連接到兩(liang) 根電線,加電然後采樣輸出信號。這種方法不需要大的投資,並且可以很容易地擴展到測量微觀和宏觀尺度的大型能量收集器。”
LNE使用該技術已經測試了一些MEMS器件,它們(men) 的機械諧振頻率測量還有微小的不確定性。Bounouh博士和他的同事們(men) 相信,未來這項技術可為(wei) 生產(chan) 方法提供反饋,將允許製造商設計特定需求的MEMS。更準確的器件輸出與(yu) 功率需求方麵的信息還將影響潛在用戶的器件選擇,他們(men) 將能夠選擇那些剛好滿足所需的優(you) 化器件。
Bounouh博士補充說,“我們(men) 的技術可以實現在線生產(chan) 測試和測量,這可為(wei) 歐盟公司提供關(guan) 鍵的競爭(zheng) 優(you) 勢,把計量原理引入工業(ye) 流程有助於(yu) 高良率的大規模生產(chan) 。
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