Micro Electro Mechanical System on pienoislaitteiden ja -rakenteiden järjestelmä, joka voidaan valmistaa mikrotuotantotekniikoilla. Se on mikrosensoreiden, mikroaktivaattoreiden ja muiden mikrorakenteiden järjestelmä, jotka on valmistettu yhdessä yhteiselle piialustalle. Tyypillinen MEMs-järjestelmä koostuu mikrotunnistimesta, joka tunnistaa ympäristön ja muuntaa ympäristömuuttujan virtapiiri . Mikroelektroniikka käsittelee sähköisen signaalin, ja mikro-toimilaite toimii vastaavasti muutoksen aikaansaamiseksi ympäristössä.

MEMs-laitteen valmistus käsittää IC-perusvalmistusmenetelmät yhdessä mikrokoneistamisprosessin kanssa, johon kuuluu piin valikoiva poisto tai muiden rakennekerrosten lisääminen.

MEM-valmistuksen vaiheet käyttämällä irtomikrokoneistusta:

Bulkkikoneistustekniikka, johon liittyy fotolitografia

Vaihe 1 : Ensimmäiseen vaiheeseen kuuluu piirin suunnittelu ja piirustuksen piirtäminen joko paperille tai ohjelmiston, kuten PSpice tai Proteus, avulla.
Vaihe 2 : Toiseen vaiheeseen kuuluu piirin simulointi ja mallinnus CAD: n (Computer-Aided Design) avulla. CAD: ää käytetään suunnittelemaan fotolitografinen naamio, joka koostuu kromikuviolla päällystetystä lasilevystä.
Vaihe 3 : Kolmas vaihe liittyy fotolitografiaan. Tässä vaiheessa ohut eristemateriaalikalvo, kuten piidioksidi, päällystetään piin substraatin päälle, ja tämän päälle kerrostetaan ultraviolettisäteille herkkä orgaaninen kerros spin-pinnoitustekniikkaa käyttäen. Fotolitografinen naamio asetetaan sitten kosketukseen orgaanisen kerroksen kanssa. Sitten koko kiekko altistetaan UV-säteilylle, jolloin kuvion maski voidaan siirtää orgaaniseen kerrokseen. Säteily joko vahvistaa fotoresistoria heikentää sitä. Altistuneen fotoresistin peittämä oksidi poistetaan suolahapolla. Jäljelle jäänyt fotoresisti poistetaan käyttämällä kuumaa rikkihappoa ja tuloksena on substraatin oksidikuvio, jota käytetään maskina.
Vaihe 4 : Neljännessä vaiheessa käytetään käyttämätöntä piitä tai syövytystä. Siihen kuuluu substraatin pääosan poisto joko märkäetsauksella tai kuivaseostauksella. Märkäetsauksessa substraatti upotetaan kemiallisen syövyttimen nestemäiseen liuokseen, joka syövyttää tai poistaa altistuneen substraatin joko tasaisesti kaikkiin suuntiin (isotrooppinen etsaus) tai tiettyyn suuntaan (anisotrooppinen etsaus). Yleisesti käytettyjä etsausaineita ovat HNA (fluorivetyhappo, typpihappo ja etikkahappo) ja KOH (kaliumhydroksidi).
Vaihe 5 : Viides vaihe käsittää kahden tai useamman kiekon liittämisen monikerroksisen kiekon tai kolmiulotteisen rakenteen tuottamiseksi. Se voidaan tehdä käyttämällä fuusioliitosta, johon liittyy suora sidos kerrosten välillä, tai anodista.
Vaihe 6 : 6^thVaihe sisältää MEMs-laitteen kokoamisen ja integroinnin yhdelle piisirulle.
Vaihe 7 : 7^thVaihe käsittää koko kokoonpanon pakkaamisen, jotta voidaan varmistaa suojaus ulkoiselta ympäristöltä, asianmukainen yhteys ympäristöön ja mahdollisimman pieni sähköinen häiriö. Yleisesti käytettyjä paketteja ovat metallipurkkipakkaus ja keraaminen ikkuna-paketti. Pelimerkit sidotaan pintaan joko langansidontatekniikalla tai kääntö-sirutekniikalla, jossa lastut kiinnitetään pintaan tarttuvalla materiaalilla, joka sulaa kuumentuessaan muodostaen sähköisiä yhteyksiä lastun ja alustan välille.

MEM-laitteiden valmistus pintakoneella

Ulokerakenteen valmistus pintamikrosta

Ensimmäinen askel Siihen sisältyy väliaikaisen kerroksen (oksidikerroksen tai nitridikerroksen) kerrostaminen piialustalle käyttäen matalapaineista kemiallista höyrykerrostustekniikkaa. Tämä kerros on uhrikerros ja tarjoaa sähköisen eristyksen.
Toinen vaihe Siihen sisältyy välikerroksen kerrostuminen, joka voi olla fosfosilikaattilasi, jota käytetään rakennepohjan aikaansaamiseksi.
Kolmas vaihe käsittää kerroksen myöhemmän syövytyksen kuivaseostusmenetelmällä. Kuivaetsaustekniikka voi olla reaktiivinen ioni syövytys, jossa syövytettävä pinta altistetaan kaasun tai höyryfaasin syövyttäville ioneille.
Neljäs vaihe käsittää fosforilla seostetun polysilikan kemiallisen kerrostumisen rakennekerroksen muodostamiseksi.
Viides askel käsittää kuivan syövyttämisen tai rakennekerroksen poistamisen alla olevien kerrosten paljastamiseksi.
Kuudes vaihe käsittää oksidikerroksen ja välikerroksen poistamisen tarvittavan rakenteen muodostamiseksi.
Loput vaiheet ovat samanlaisia kuin irtotavara-mikrotekniikka.

LIGA-tekniikkaa käyttävät MEM: t.

Se on valmistustekniikka, johon kuuluu litografia, galvanointi ja muovaus yhdelle alustalle.

LIGA-prosessi

1^staskel Sisältää titaani-, kupari- tai alumiinikerroksen kerrostumisen alustalle kuvion muodostamiseksi.
kaksi^ndaskel käsittää ohuen nikkelikerroksen kerrostumisen, joka toimii pinnoitusalustana.
3^rdaskel sisältää röntgensäteille herkän materiaalin, kuten PMMA (polymetyylimetakrylaatti), lisäämisen.
4^thaskel sisältää maskin kohdistamisen pinnan yli ja PMMA: n altistamisen röntgensäteilylle. PMMA: n paljastettu alue poistetaan ja jäljelle jäävä peite peitetään.
5^thaskel Siihen sisältyy PMMA-pohjaisen rakenteen sijoittaminen galvanointikylpyyn, jossa nikkeli levitetään poistetuille PMMA-alueille.
6^thaskel sisältää jäljellä olevan PMMA-kerroksen ja pinnoituskerroksen poistamisen vaaditun rakenteen paljastamiseksi.

MEMs-tekniikan edut

“lanka johtaa sähköä pääasiassa ”

Se tarjoaa tehokkaan ratkaisun pienentämisen tarpeeseen tinkimättä toiminnallisuudesta tai suorituskyvystä.
Valmistuskustannukset ja -aika vähenevät.
MEM-laitteiden valmistamat laitteet ovat nopeampia, luotettavampia ja halvempia
Laitteet voidaan helposti integroida järjestelmiin.

Kolme käytännön esimerkkiä MEM-laitteiden valmistamista laitteista

Auton turvatyynyanturi : MEM-laitteiden valmistamien laitteiden edelläkävijä oli auton turvatyynyanturi, joka koostui kiihtyvyysanturista (auton nopeuden tai kiihtyvyyden mittaamiseksi) ja ohjauselektroniikka yksikkö, joka on valmistettu yhdelle sirulle, joka voidaan upottaa turvatyynyyn ja joka siten ohjaa turvatyynyn täyttymistä.

BioMEMs-laite : MEMs-valmistuslaite koostuu Sandian kansallisten laboratorioiden kehittämästä hampaiden kaltaisesta rakenteesta, jonka tarkoituksena on vangita punasolu, pistää siihen DNA: ta, proteiineja tai lääkkeitä ja vapauttaa se sitten takaisin.

Mustesuihkutulostimen otsikko: HP on valmistanut MEMs-laitteen, joka koostuu joukosta vastuksia, jotka voidaan ampua mikroprosessorin ohjauksella ja kun muste kulkee lämmitettyjen vastusten läpi, se höyrystyy kupliksi ja nämä kuplat pakotetaan ulos laitteesta suuttimen läpi, paperin päälle ja kiinteytyy välittömästi.

Joten olen antanut perusajatuksen MEM-laitteiden valmistustekniikoista. Se on melko monimutkaista kuin miltä näyttää. Jopa on monia muita tekniikoita. jos sinulla on kysyttävää tästä aiheesta tai sähkö- ja sähköiset projektit Tutustu heihin ja lisää tietosi tähän.

Valokuvahaku: