Micro Electro-Mechanical Systems

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Tani system nawigacyjno-bezwładnościowy bazujący na MEMS, używany w chirurgicznych systemach nawigacji Quantiteca.
Przykład systemu pomiarowego MEMS i jego topografia powierzchni.
Moduł LDC mikroskanera 1D z Instytutu Mikrosystemów Fotonicznych Fraunhofera.

MEMS, Mikrosystemy (ang. Micro Electro-Mechanical Systems) – 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 używanymi technologiami są: wytłaczanie na gorąco, odlewanie w formie, wtryskiwanie, jeśli rezysty zaliczyć do tej grupy to również 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 pewnego rodzaju szablon, np. w fotolitografii jest to maska.

Przy tak niewielkich rozmiarach przyrządów ludzka intuicja bywa niewystarczająca do zrozumienia zjawisk rządzących ich działaniem. 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[edytuj | edytuj kod]