W tym artykule dowiemy się o procesie wytwarzania urządzeń MEMS, ich działaniu i początkach technologii MEMS. Pod koniec tego posta będziesz mieć jasne pojęcie o tym, jak powstają MEMS, jak działają i jaka jest ich historia.
Jak powstają MEMS?
Urządzenia MEMS są wytwarzane przy użyciu zaawansowanych technik mikrofabrykacji. Proces ten zazwyczaj obejmuje kilka kluczowych etapów:
- Osadzanie materiału: Cienkie warstwy materiałów są osadzane na płytce krzemowej. Typowe materiały obejmują krzem, polikrzem i różne metale.
- Fotolitografia: Na płytkę nakłada się światłoczuły materiał zwany fotomaską. Wzory są następnie przenoszone na fotorezyst za pomocą światła ultrafioletowego i masek.
- Wytrawianie: Odsłonięty fotorezyst służy jako maska do wytrawiania niepożądanego materiału z płytki, tworząc mikrostruktury.
- Dicing: Wafel jest cięty na pojedyncze chipy lub urządzenia.
- Opakowanie: Gotowe urządzenia MEMS są pakowane w celu ich ochrony i umożliwienia integracji z systemami elektronicznymi.
Jak produkowane są urządzenia MEMS?
Produkcja urządzeń MEMS obejmuje inżynierię precyzyjną i kilka specjalistycznych technik:
- Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD): Stosowane do osadzania cienkich warstw materiałów na płytce.
- Rozpylanie: Proces osadzania cienkich warstw metalicznych.
- Reaktywne trawienie jonowe (RIE): zaawansowana technika trawienia wykorzystująca plazmę do trawienia materiałów z dużą precyzją.
- Sklejanie płytek: obejmuje łączenie ze sobą dwóch lub więcej płytek w celu utworzenia złożonych struktur.
Jak działa MEMS?
Urządzenia MEMS działają poprzez wykorzystanie ruchów mechanicznych w mikroskali do interakcji z otoczeniem. Na przykład:
- Akcelerometry mierzą przyspieszenie, wykrywając zmiany w ruchu za pomocą drobnych elementów mechanicznych.
- Żyroskopy mierzą ruch obrotowy, wykrywając zmiany prędkości kątowej.
- Czujniki ciśnienia wykrywają zmiany ciśnienia poprzez pomiar mechanicznego odkształcenia membrany.
Urządzenia te przekształcają zmiany fizyczne w sygnały elektryczne, które mogą być przetwarzane przez obwody elektroniczne.
Kto stworzył MEMS-y?
Technologia MEMS została opracowana dzięki wkładowi różnych badaczy i inżynierów. Kluczowy postęp w dziedzinie MEMS rozpoczął się w latach 80. i 90. XX wieku, przy znaczącym wkładzie badaczy z takich instytucji jak Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley oraz firm takich jak IBM i Honeywell.
Co to jest MEMS?
MEMS oznacza systemy mikroelektromechaniczne. Odnosi się do technologii integrującej elementy mechaniczne i elektryczne w skali mikroskopowej w celu stworzenia urządzeń mogących pełnić różne funkcje. MEMS są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, w tym w czujnikach samochodowych, urządzeniach medycznych i elektronice użytkowej.
Mamy nadzieję, że ten artykuł pomógł Ci poznać proces produkcji urządzeń MEMS, ich działanie i pochodzenie.
