论微电子技术在精密仪器上的应用

　　摘要：随着我国各行业的不断发展，微电子技术与精密光学仪器制造也随之进步，微电子技术大大推动了精密光学仪器技术的发展。随着微电子技术的进一步发展,对光学仪器的测量技术、完位技术和信息处理技术也不断提出了新的要求。一方面要求借助微电子元件来弥补精密机械中光学测量和定位原理,特别是信息处理等方面的不足。另一方面要求通过微电子技术使光学仪器的功能和性能参数产生变化,本文主要研究了微电子技术在精密光学仪器上的应用。

　　关键词：微电子技术;精密机械;测控技术

　　一、微电子技术

　　微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术，特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快，微电子技术对信息时代具有巨大的影响。微电子技术影响着一个国家的综合国力，以及人们的工作方式、生活方式和思维方式，被看作是新技术革命的核心技术。微电子技术是计算机、现代通信、网络等产业的发展的前提，是信息社会的积淀。因此，许多国家都把微电子技术作为重要的战略技术加以高度重视，并投入大量的人力、财力和物力进行研究和开发。

　　微电子技术对电子产品的消费者市场也产生了深远的影响。价廉、可靠、体积小、重量轻的微电子产品层出不穷。电子技术产品和微处理器不再是专门的科学仪器世界的贵族，而落户于各式各样的普及型产品之中，进入普通百姓家。例如电子玩具、游戏机、学习机以及其他家用电器产品等。就连汽车这种传统的机械产品也渗透进了微电子技术，采用微电子技术的电子引擎监控系统、汽车安全防盗系统、出租车的计价器等已得到广泛的应用，现代汽车上有时甚至要有十几到几十个微处理器。

　　二、微电子技术发展的影响

　　由于集成电路实现了材料、元件和电路的一体化及设计和工艺的一体化，大大简化了传统电子设备的制作工艺和成本，也使电子设备的小型化、高可靠性成为可能。在集成电路出现以来的40多年间，其集成度以每3年翻两番的速度快速增加，从而推动了微电子技术的迅猛发展，对人类社会的生产、生活产生了极其深远的影响。

　　首先，微电子技术的发展，特别是大规模和超大规模集成电路的出现，引起了计算机技术的革命性变革，促进了计算机在各行各业的应用，推动了新技术革命的迅猛发展，引起了人类社会的深刻变化。

　　微电子技术的发展，使集成电路可以低成本、高效率大批量生产。由于集成电路所具有的体积小、重要轻、可靠性高、能耗省等独特优点，它已广泛应用于国防、文化、教育、卫生、交通运输、邮电通信、经济管理和各种消费类电子产品中。目前，它对电子产品的渗透率接近100%，成为现代信息社会的细胞。微电子技术已经成为发展科学技术、促进经济发展、推动信息化社会进程、加强军事实力、提高医疗水平的关键性基础技术。微电子技术的发展水平和发展规模已经成为衡量国家经济实力和技术进步的重要尺度，是一个国家综合国力的具体表现。

　　三、微电子技术在精密仪器上的应用

　　微电子机械系统主要结构有微型传感器、制动器以及处理电路。其是一种微电子电路与微机械制动器结合的尺寸微型的装置，其在电路信息的指示下可以进行机械操作，并且还能够通过装置中的传感器来获取外部的数据信息，将其进行转化处理放大，进而通过制动器来实现各种机械操作。而微电子机械系统技术是以微电子机械系统的理论、材料、工艺为研究对象的技术。微电子系统并不只是单纯的将传统的机电产品微型化，其制作材料、工艺、原理、应用等各个方面都突破了传统的技术限制，达到了一个微电子、微机械技术结合的全新高度。

　　集成电路IC实际上完成了芯片级的电子组装，有着极高的互联密度。将高集成鹊胨SI/VLSI/ULSI（大规模/超大规模/特大规模集成电路）和ASIC/FPGA/EPLD（专用IC/现场可编程门阵列/电可擦除可编程的逻辑器件）等组装在一起实现集成电路的功能集成，这就是SMT（表面安装技术）、HWSI（混合大圆片规模集成技术）和3D（三维组装技术）。这些技术，推动着电子设备和产品继续向薄轻短小发展，在片状元件的小型化和自动安装设备所能处理的元件尺寸已濒临极限的今天，起着关键的作用。进入90年代，代表性技术则轮到了MCM，人称多芯片组装时代，到2000年即下世纪初，将是WSI/HWSI/3D时代！WSI是将复杂的电子电路集成在一个大圆片上。将IC芯片，MCM和WSI进行三维迭装的3D组装突破了二维的限制，使组装密度更上一层楼。

　　在科技领域中,微电子学占据着越来越重要的地位。在精密光学仪器制造上,也用到微电子技术。八十年代,许多光学仪器的测量、定位和信息处理都应用了微电子技术。大多数仪器采用微电子技术之后,不是使光、机、电分家,而是把微电子学与精密机械学和光学有机地结合起来,使仪器的性能和工作原理得到了新的发展。

　　参考文献

　　[1]宣仲良主编.第1章信息技术概述大学计算机信息技术知识点分析与题解.苏州大学出版社,2006.

　　[2]宗占国主编.第二章微电子技术与计算机技术现代科学技术导论.高等教育出版社,2008.12.

　　作者曹宸刘鹏彭向臻一

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