Micro Electro-Mechanical Systems

MEMS (ang. Micro Electro-Mechanical Systems), lub też Mikrosystemy, określenie zintegrowanych układów elektro-mechanicznych, których co najmniej jeden wymiar szczególny znajduje się w skali mikro (0,1 - 100 μm).

MEMS-y są zwykle wykonywane w krzemie lub szkle przy użyciu technik mikroobróbki, takich jak anizotropowe trawienie (np. w KOH). Maski do tych procesów wykonywane są w typowych technikach mikroelektronicznych, podobnych do wykorzystywanych przy wytwarzaniu przyrządów półprzewodnikowych i układów scalonych (np. fotolitografia). Jednak w ostatnich latach zwiększone zainteresowanie materiałami polimerowymi spowodowało, że zaczęto rezygnować z wykorzystania krzemu z powodu jego wysokiej ceny. W przypadku układów polimerowych najczęściej używane technologie to wytłaczanie na gorąco, odlewanie w formie. wtryskiwanie, również (jeśli rezysty zaliczymy do tej grupy) można tu wymienić technologie litograficzne.

Jedną z metod podziału technologii wytwarzania mikroukładów jest podział ze względu na sposób wykonywania struktury:

• technologie bezpośrednie – struktura jest wykonywana w elemencie bezpośrednio według projektu np. przy użyciu lasera sterowanego komputerowo;
• technologie pośrednie – do wykonania struktury wykorzystywany jest jakiegoś rodzaju szablon np. w fotolitografii jest to maska.

Przy tak niewielkich rozmiarach przyrządów ludzka intuicja bywa niewystarczająca do zrozumienia zjawisk rządzących działaniem przyrządów. W przyrządach MEMS, na skutek dużego stosunku powierzchni do objętości, zjawiska elektrostatyczne i lepkości (zwilżania) mogą dominować nad efektami bezwładności masy lub pojemności cieplnej.

Zastosowania mikrosystemów:

• czujniki:
  • przyspieszenia (akcelerometry):
    • w samochodach – wykrywanie momentu wypadku (uruchomienie poduszek powietrznych, napinaczy pasów itp.)
    • w aparatach fotograficznych – wykrywanie drgań (stabilizacja obrazu)
    • w komputerach – wykrywanie swobodnego spadania (zabezpieczenie dysku twardego przed uszkodzeniem w momencie upadku)
    • w nowoczesnych zabawkach
  • ciśnienia
    • reaktory chemiczne
    • zbiorniki substancji
  • wibracji
  • przepływomierze
  • żyroskopy
  • pola magnetycznego (wykorzystujące efekt Halla)
• przełączniki optyczne
• rzutniki
• głowice drukarek atramentowych
• elektrody do badania mózgu
• endoskopia
• miniaturowe zegary atomowe
• mikroreaktory chemiczne (Lab-On-Chip)

Zobacz też

• mechatronika