論微電子技術(shù)在精密儀器上的應(yīng)用

　　摘要：隨著我國各行業(yè)的不斷發(fā)展，微電子技術(shù)與精密光學(xué)儀器制造也隨之進(jìn)步，微電子技術(shù)大大推動了精密光學(xué)儀器技術(shù)的發(fā)展。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,對光學(xué)儀器的測量技術(shù)、完位技術(shù)和信息處理技術(shù)也不斷提出了新的要求。一方面要求借助微電子元件來彌補(bǔ)精密機(jī)械中光學(xué)測量和定位原理,特別是信息處理等方面的不足。另一方面要求通過微電子技術(shù)使光學(xué)儀器的功能和性能參數(shù)產(chǎn)生變化,本文主要研究了微電子技術(shù)在精密光學(xué)儀器上的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：微電子技術(shù);精密機(jī)械;測控技術(shù)

　　一、微電子技術(shù)

　　微電子技術(shù)是建立在以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)上的高新電子技術(shù)，特點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快，微電子技術(shù)對信息時(shí)代具有巨大的影響。微電子技術(shù)影響著一個(gè)國家的綜合國力，以及人們的工作方式、生活方式和思維方式，被看作是新技術(shù)革命的核心技術(shù)。微電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的前提，是信息社會的積淀。因此，許多國家都把微電子技術(shù)作為重要的戰(zhàn)略技術(shù)加以高度重視，并投入大量的人力、財(cái)力和物力進(jìn)行研究和開發(fā)。

　　微電子技術(shù)對電子產(chǎn)品的消費(fèi)者市場也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。價(jià)廉、可靠、體積小、重量輕的微電子產(chǎn)品層出不窮。電子技術(shù)產(chǎn)品和微處理器不再是專門的科學(xué)儀器世界的貴族，而落戶于各式各樣的普及型產(chǎn)品之中，進(jìn)入普通百姓家。例如電子玩具、游戲機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)以及其他家用電器產(chǎn)品等。就連汽車這種傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品也滲透進(jìn)了微電子技術(shù)，采用微電子技術(shù)的電子引擎監(jiān)控系統(tǒng)、汽車安全防盜系統(tǒng)、出租車的計(jì)價(jià)器等已得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代汽車上有時(shí)甚至要有十幾到幾十個(gè)微處理器。

　　二、微電子技術(shù)發(fā)展的影響

　　由于集成電路實(shí)現(xiàn)了材料、元件和電路的一體化及設(shè)計(jì)和工藝的一體化，大大簡化了傳統(tǒng)電子設(shè)備的制作工藝和成本，也使電子設(shè)備的小型化、高可靠性成為可能。在集成電路出現(xiàn)以來的40多年間，其集成度以每3年翻兩番的速度快速增加，從而推動了微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，對人類社會的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。

　　首先，微電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，引起了計(jì)算機(jī)技術(shù)的革命性變革，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)的應(yīng)用，推動了新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，引起了人類社會的深刻變化。

　　微電子技術(shù)的發(fā)展，使集成電路可以低成本、高效率大批量生產(chǎn)。由于集成電路所具有的體積小、重要輕、可靠性高、能耗省等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，它已廣泛應(yīng)用于國防、文化、教育、衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、郵電通信、經(jīng)濟(jì)管理和各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。目前，它對電子產(chǎn)品的滲透率接近100%，成為現(xiàn)代信息社會的細(xì)胞。微電子技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展科學(xué)技術(shù)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推動信息化社會進(jìn)程、加強(qiáng)軍事實(shí)力、提高醫(yī)療水平的關(guān)鍵性基礎(chǔ)技術(shù)。微電子技術(shù)的發(fā)展水平和發(fā)展規(guī)模已經(jīng)成為衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)進(jìn)步的重要尺度，是一個(gè)國家綜合國力的具體表現(xiàn)。

　　三、微電子技術(shù)在精密儀器上的應(yīng)用

　　微電子機(jī)械系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)有微型傳感器、制動器以及處理電路。其是一種微電子電路與微機(jī)械制動器結(jié)合的尺寸微型的裝置，其在電路信息的指示下可以進(jìn)行機(jī)械操作，并且還能夠通過裝置中的傳感器來獲取外部的數(shù)據(jù)信息，將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理放大，進(jìn)而通過制動器來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械操作。而微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)是以微電子機(jī)械系統(tǒng)的理論、材料、工藝為研究對象的技術(shù)。微電子系統(tǒng)并不只是單純的將傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品微型化，其制作材料、工藝、原理、應(yīng)用等各個(gè)方面都突破了傳統(tǒng)的技術(shù)限制，達(dá)到了一個(gè)微電子、微機(jī)械技術(shù)結(jié)合的全新高度。

　　集成電路IC實(shí)際上完成了芯片級的電子組裝，有著極高的互聯(lián)密度。將高集成鵲胨SI/VLSI/ULSI（大規(guī)模/超大規(guī)模/特大規(guī)模集成電路）和ASIC/FPGA/EPLD（專用IC/現(xiàn)場可編程門陣列/電可擦除可編程的邏輯器件）等組裝在一起實(shí)現(xiàn)集成電路的功能集成，這就是SMT（表面安裝技術(shù)）、HWSI（混合大圓片規(guī)模集成技術(shù)）和3D（三維組裝技術(shù)）。這些技術(shù)，推動著電子設(shè)備和產(chǎn)品繼續(xù)向薄輕短小發(fā)展，在片狀元件的小型化和自動安裝設(shè)備所能處理的元件尺寸已瀕臨極限的今天，起著關(guān)鍵的作用。進(jìn)入90年代，代表性技術(shù)則輪到了MCM，人稱多芯片組裝時(shí)代，到2000年即下世紀(jì)初，將是WSI/HWSI/3D時(shí)代！WSI是將復(fù)雜的電子電路集成在一個(gè)大圓片上。將IC芯片，MCM和WSI進(jìn)行三維迭裝的3D組裝突破了二維的限制，使組裝密度更上一層樓。

　　在科技領(lǐng)域中,微電子學(xué)占據(jù)著越來越重要的地位。在精密光學(xué)儀器制造上,也用到微電子技術(shù)。八十年代,許多光學(xué)儀器的測量、定位和信息處理都應(yīng)用了微電子技術(shù)。大多數(shù)儀器采用微電子技術(shù)之后,不是使光、機(jī)、電分家,而是把微電子學(xué)與精密機(jī)械學(xué)和光學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,使儀器的性能和工作原理得到了新的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]宣仲良主編.第1章信息技術(shù)概述大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)知識點(diǎn)分析與題解.蘇州大學(xué)出版社,2006.

　　[2]宗占國主編.第二章微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論.高等教育出版社,2008.12.

　　作者曹宸劉鵬彭向臻一

　　推薦閱讀：微電子研究論文投什么期刊

《論微電子技術(shù)在精密儀器上的應(yīng)用》

上一篇：職業(yè)學(xué)校機(jī)械專業(yè)一體化教學(xué)淺談

下一篇：電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究