第3章 微机电系统材料

3.1 概述

微机电系统中用于制造微结构的材料既要保证微机电的性能要求,又必须满足微加工所需条件。微机电系统的材料随构件结构与制造工艺参数变化很大,通常应根据器件的功能和制造方法来选择。

微机电系统材料可分为结构材料、功能材料和智能材料。

结构材料是指具有一定机械强度,用于构造微机电器件结构基体的材料。若是采用半导体微细加工技术,可选用单晶硅、多晶硅和氧化硅等硅材料,陶瓷等非金属材料,以及铝、钨等金属材料。若采用LIGA加工方法,则可选用铜、镍等金属材料和塑料等。

功能材料是指具有特定功能的材料,如微致动材料、微传感器材料。用于微致动的材料有电致伸缩材料、形状记忆合金材料等。用于微传感的材料有压电材料、光敏材料等。

结构材料和功能材料可以是单一材料,也可以是材料组合体。

智能材料则是模糊了结构和功能的界限,一般具备传感、致动以及控制这三个要素,可以模仿人类或生物的某些行为,对外界信息激励具有强自适应能力。常见的智能材料有形状记忆合金、电致伸缩材料、电流变材料等。