微機電系統 (Micro Electro-Mechanical System, MEMS)

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1 微機電系統 (Micro Electro-Mechanical System, MEMS)

2 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 Dimension (meters) TR on IC
Diced chip Cell phone MEMS TV Human hair Dimension (meters) Ant Pump Human Ant’s eye segment MEMS

3 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 Dimension (meters) Nano manipulation
Nanotube FET NEMS CNT Dimension (meters) ATPase motor DNA Atom Bacteria

4 電腦衣 目前國外已有科技公司正在設計結合電腦與服飾為一體的先進服裝系統，等於是把電腦穿在身上，若再連上無線網際網路，就可以變成全功能的網路服裝。只是衣服變成電腦之後，總是會遇到電腦輸入的問題，如今的解決方案，大都是設計一個簡易的輸入裝置放在手背上，但這樣看起來還是有點落伍；因此國外也在全力研發語音輸入裝置，只要用講的就能讓「電腦衣」，按照指令來操作。

5 隨身記憶裝 這件聰明的記憶外套，前面安裝了一小型閉路攝影機，它的智慧記憶裝置，可以辨認出曾經與你正面相遇每一個人的臉，並且透過裝在高領內部的隱藏耳機，向你通報此人的身分。而且除了辨識功能外，穿上隨身記憶裝，更可以記錄你行走了多遠，步行了多少時間，甚至燃燒掉多少卡路里都能一一記錄下來，好像擁有一私人運動訓練師。

6 失憶症用腕表監視器 已上市第一代包含全球定位系統、行動電話、體溫計及體位計，可迅速尋回迷路的老人，並在生理狀況異常時由網際網路及行動電話發出警訊。 實驗中第二代為植入皮下之監視器，加上利用體溫發電的電池，電源永不虞匱乏。

7 短小輕薄-微機電技術 名片型心電圖機 腕表型心電圖機 鑰匙圈心電圖機

8 Body Media: Sense Wear 含三維加速度計、體溫及室溫計、汗溼計、心率計、具網路及無線通訊功能，可連續記錄72小時運動量及散熱量， 沐浴不必取下，US$400/pc。可能用於睡眠監視、老人居家照護、慢性病管理、目前由Roche(減肥藥霸主)推成減肥用儀器。

9 無線辨識系統 （Radio Frequency Identification，RFID）

10 無線辨識系統 （Radio Frequency Identification，RFID）

11 無線辨識系統 （Radio Frequency Identification，RFID）
目前該百貨公司二樓的牛仔褲賣場「New York Runway」所販賣的二到五萬元日幣的五千條牛仔褲都已加上RFID標籤。如此一來，店員可以藉由手機式的無線辨識系統的終端機同步輸入以及掌握庫存資訊。藉此也可了解那些是常常被查詢或試穿，但銷路卻不成正比的商品。 架上的傳統紙張標籤也全部改成新開發的黑白電子標籤。電子標籤上顯示的不只是價錢以及型號，連即時更新的各尺寸的庫存量也都一目了然。有一部分的架上已經安裝了RFID讀卡機，如此一來架上的商品數量也會顯示在電子標籤上。

12 鐘錶齒輪 The scale shows a tooth spacing of approximately 500 um (0.5 mm).

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14 Ref: http://www.mems-exchange.org/MEMS/what-is.html

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16 Sensor                                                     

17 微機電系統 (Micro Electro-Mechanical System, MEMS)
利用精密微影技術將機械元件、感測器、制動器及積體電路整合在一個矽晶片上。 Sensors Actuators CMOS Mechanical Chemical Optical Biological

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19 矽晶片：點砂成晶

20 微機電系統的特色 批量製造—在同一矽晶片上，可以一次完成數千個或數百個機械元件，如同製造 IC 一般，其好處是可降低生產成本；
縮小化—應用光學圖像的方法，可以製作出相當小且精確的機械元件； 精密—微機械技術的製程相當精確； 在製作機械元件的同時也可製作電子元件，也就是說機械元件與電子元件可整合在同一矽晶片上。

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22 微機電：批次量產製程 在過去，機械結構與電子晶片都是分開製造，再利用加工技術將其焊接或黏合在一起，完成後再進行品質檢測。微機電的製程能同時將電子線路與機械結構整合在一個矽晶片上。

23 系統晶片(System On a Chip)

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27 微機電系統的基礎 以半導體製程為基礎，整合光學、機電學、控制學、材料學、物理學、化學及生化醫學，並且以微小化的精密加工技術，製造出功能超強的微機電元件。 微機電技術是奈米科技的前哨站，是科技界公認本世紀最關鍵的技術之一，先進國家競相投入的產業技術。

28 提前卡位當紅產業－微機電 舊曆年剛過，裁員風把高科技業吹得搖搖欲墜，卻有一項產業需才孔急，那就是微機電。在這凡事要求「輕、薄、短、小」的時代，微機電被公認是目前科技界最具潛力的明日之星，它究竟有怎樣的魅力，讓一干廠商爭先恐後地砸錢？ e-天下

29 根據歐盟微系統主要推動單位NEXUS的統計，全球微機電產品市場可望由1996年的140億美元，成長至2002年的380億美元，且成長率有逐年升高的趨勢。

30 從各國推廣方式看MEMS的未來發展 美國MEMS加強網路自我學習模式 德國推廣方式 自大學部就將MEMS作為一專業領域 日本於小學中推廣MEMS教育

31 MEMS 和 IC 的比較 Standard/modified IC micromachining IC technologies similar techniques but MEMS chips use small machines and not electronic circuits in the chip.

32 MEMS元件 Polymer/metal micromachining Other micromachining
UV-LIGA LIGA EDM Laser machining Ion beam machining Stereolithography

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34 Ref: Mems handbook, CRC press

35 微機電系統的製造技術 體型微加工技術(bulk micromachining) 其重點是將矽晶片腐蝕成機械元件
面型微加工技術(surface micromachining) 將需要的機械元件製作在矽晶片表面上 微光刻電鑄模造(Lithographie, Galvanoformung, Abformungg, LIGA；lithography electroplating mold forming) 主要是綜合光學、電鍍、模造等三項技術來製作微機械元件。

36 體型微加工技術 將矽晶片腐蝕成機械元件

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38 面型微加工技術 Substrate Surface micromachining 將不同的薄膜沉積在整個晶片上，再選擇性的去除不要的部分，因此可以用來製造MEMS元件。

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40 LIGA技術

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42 深寬比(Aspect ratio) Aspect ratio is the ratio of the depth (or height) to the width of the structure HARMs (High aspect ratio microstructures) Substrate High aspect ratio structure Low aspect ratio structure High aspect ratio hole Low aspect ratio hole

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48 微機電系統的產品 微機電系統的產品就是零組件，它可以是家用產品、醫療用品、國防軍事的零組件。 微機電系統的產品可以製造：
感測器(sensor) - 壓力感測器 致動器(actuator) - 噴嘴、光學讀寫頭

49 微機電代工廠 – Advanced Microsensors
Deep silicon etching by inductively coupled plasma (ICP) reactive ion etching or bulk silicon micromachining Vacuum deposition of a wide range of single element, compound and alloy materials in single or multi-layers, including complex AMR and GMR (spin-valve) sensor layers Wafer or die-level MEMS/MOEMS selective dry or wet release etching and supercritical CO2 drying

50 微機電系統應用及市場規模 汽車 光開關 工業設備 投影系統 噴墨印表頭 繼電器 血壓計 消費電子 生物晶片 通信用濾波器 醫療設備 醫學儀器
2000十大應用領域 2005十大應用領域 汽車 光開關 工業設備 投影系統 噴墨印表頭 繼電器 血壓計 消費電子 生物晶片 通信用濾波器 醫療設備 醫學儀器 通信用雷射

51 iMEMS® Integrated Micro-Electro Mechanical Systems
Analog Devices is leveraging over ten years of MEMS manufacturing experience to make available a family of gyroscopes for angular rate sensing applications. These products are built on the company's reliable iMEMS surface micromachining process -the same process that has been used to manufacture over 100 million accelerometers since 1993.

52 安全氣囊

53 光開關 The MEMS chip consists of an electrically movable mirror on a silicon support. A voltage applied to the chip causes the mirror to rotate, which changes the coupling of light between the input and output fibers of the MEMS On-Off Switch.

54 MEMS 的未來發展 From demonstration technology to commercially viable technology It does not have to be small, yet take advantage of 3 M features. Miniaturization => Distributed system Multiplicity => Use lithography techniques for larger substrate (20” by 20” substrate) Microelectronics => Integrated (SoC) or hybrid Need to provide an engineering solution. Low cost, manufacturable, systematic approach MEMS device, package, assembly, and test

55 MEMS 技術發展

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59 防水性材料

60 防水性材料

61 Ultra-Thin Solar Cell Developed by Sharp
By: Admin (Admin)

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