结  论 23

致  谢 24

参 考 文 献 25

1  绪论

微机电系统（MEMS, Microelectromechanical System）的发展，对微型化产品的需求日益增大，而平面微弹簧作为微型执行器最重要的组成部分之一，越来越受到重视[1,2]。随着市场的扩大与越来越复杂的工作环境，不论从平面微弹簧的加工工艺改进还是性能的优化，都是热门的研究方向。因此，有必要对该领域做一定的探索。

1。1  MEMS简介

微机电系统，众所周知，是一种非常先进的制造技术平台。它的加工方法是以半导体技术为基础发展并延伸的,采用与集成电路的制造技术类似的系统和器件。虽然MEMS加工技术采用半导体技术里的光刻、腐蚀等一系列的现有技术与材料，但同时MEMS更偏向于超精密机械加工，并且涉及到微电子、材料、物理、化学、机械诸多领域。微机电系统的学科面也已经扩大到微尺度以下的力、磁、电、声、光、表面等物理学中的各个分支[3,4]。论文网

微机电系统是利用芯片的电气和机械可动的特性，将微电路和微机械按照功能要求在芯片上的集成[5,6]，尺寸通常在毫米/微米级[7]。微机电系统最早起源于1950年代，Si的压阻效应被发现，于是人们开始了对Si传感器的研究[8]。一直到1987年，美国加利福尼亚大学伯克利分校的Muller首次提出以硅集成工艺为基础，在1μm～1mm的范围内制作具有智能化结构的MEMS概念。两年后，该校的L。 S。 Fan 等人成功地研制出直径为120μm的硅静电电动机。从此超微型结构的研究开始崛起并且发展极其迅速，微机电系统更被认为是继微电子之后的另一个对于国民经济和军事都具有重大影响的技术领域，并将成为新世纪的国民经济增长点，是提高国家军事能力的重要技术途径。微机电系统具有体积小、重量轻、功耗低、价格低廉、性能稳定、耐用性好等多个优点。微机电系统的出现和发展不仅是科学思维创新的结果，更是微观尺度下制造技术的演进与。MEMS是当前交叉学科的重要领域，涉及到机械工程、材料工程、电子工程、信息工程等多项科学技术工程，是具有重大战略意义的前沿高新技术，在电子、汽车、机电等行业甚至军事领域都有不可代替的微型化优势，将会成为未来的主导产业之一[9]。

MEMS的特点主要有下列几点[10]：

（1）微型化：MEMS器件有体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短等优点，但同时会有尺寸效应的不利影响。

（2）以硅为主要材料：作为机械加工性能最优异的半导体材料之一，硅的力学性能非常优良，硬度、强度和杨氏模量与铁相当，密度和铝类似，热传导率又接近钼和钨[11]。

（3）可以批量生产：用微加工技术可以在一片硅片上同时制造成百上千个微型机电装置或者完整的MEMS，同时保证很高的精度。批量生产带来的最大益处是可以大大降低生产成本。

（4）集成化：可以把不同功能、不同敏感方向或者不同致动方向的多个传感器或者执行器集成于一体，或形成微传感器阵列、微执行器阵列，甚至把多种功能的器件集成在一起，形成复杂的微系统。微传感器、微电子器件和微执行器的集成可以制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。

（5）多学科交叉：MEMS涉及到机械、电子、制造、材料、物理、化学、生物和信息与自动控制等多种学科，并集约了当今科学技术的许多尖端成果[12]。

MEMS发展的目标是通过微型化和集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，继而开辟一个新的技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不可能完成的任务，也可以嵌入大尺寸系统中，同时可以把自动化、智能化和可靠性的水平都提高到一个新的水平。未来MEMS将逐渐从实验室走向实用化，对工农业、生物工程、信息、空间技术、医疗、环境、国防和科学发展多领域产生重大影响。