军用MEMS技术研究的最新进展

　　1 引言

　　微机电系统(MEMS)是一种在同一块芯片上将各种电气和机械零件集成在一起的微型传感系统，芯片由商用集成电路(IC)制造技术进行加工，传感系统可以致密集成组装在有环境补偿的封装内。最近几年MEMS技术的研究进展相当惊人，已从稚嫩阶段快速走向成熟。MEMS加速度计在汽车工业中作为内胎配置传感器已得到相当广泛的应用，汽车和信息技术应用的传感器占据了MEMS传感器市场的主导地位。内胎设计的MEMS加速度计月产量已达数百万，每个器件的成本费用不到10美元。以每个器件低于20美元的成本生产汽车导航用MEMS陀螺仪的计划正在酝酿中。最近还有望推出一种专利“灵敏舌”技术，为食品生产厂商提供数十亿传感器产品，单个成本不到1美分。这种采用专利技术的MEMS器件粘附在牛奶和果汁等物品外表的卡通图像上，用仪器扫描即可显示出内装液体的粘滞度，从而揭示出食品是否腐烂变质。MEMS器件也可作为“灵敏壁纸”，可在公寓建筑中用于隔音。MEMS器件与生物学相结合，研制的“灵敏皮肤”可广泛应用于医学设备中。

　　MEMS技术具有节省费用和减小体积等优点，非常适用于小型导弹和各种军用物品的导航和控制系统。用MEMS技术能很容易地把陀螺仪、加速度计和各种控制电子器件集成在一起，构成封装紧密、费用低廉、体积小巧、性能优良的惯性测量装置(IMU )，用于各种军需供给、导弹制导以及其他领域。使用MEMS IMU将大幅度降低运送导弹和各种军用物品的费用，并能提高输送火炮弹药的能力。

　　美国国防先近研究计划署(DARPA)已启动了几个研究项目，包括在加速度和冲击振动环境条件下使用的MEMS惯性仪器。AMCOM正在充当一些研究项目的DARPA代理人以促进DARPAMEMS开发项目的进展，这些项目将满足陆军导弹系统对惯性MEMS仪器(加速度计和陀螺仪)的需求。由几个DARPA MEMS研究小组和公司研制的惯性MEMS仪器，目前正在AMCOM的实地军事环境下进行试验，用以确定这些仪器的性能极限，并鉴定采用现代技术的MEMS器件的陆军系统。空军充当了监督几个合同项目进展情况的DARPA的代理人。这些项目包括研究开发小型、低成本、战术级别的(ldeg/h) MEMS的IMU，并着重研究惯性MEMS组件的灵敏性。

　　最近，AMCOM的MEMS技术开发项目已经扩展到射频(RF) MEMS、光学MEMS和环境感测MEMS等领域。在过去的一年中，这些领域的合作研究开发已经取得了明显进展，并在学术界、军界和工业界的研究和开发专家队伍中建立起了强大的研究阵容，其任务是重点研究军事应用需要的科技项目。

　　2惯性MEMS器件