ميكروالكترومكانيكال سيستم (MEMS)

1392/4/29

ميكرو الكترومكانيكال سيستم 1(MEMS) عبارتند از مجتمع‌سازي عناصر مكانيكي، حسگر، عملگرها2 و عناصر الكترونيكي، بر روي پايه‌هاي سيليكوني توسط تكنولوژي ساخت در حد ابعاد ميكرون. MEMS تحقق كامل «سيستم‌ها در يك تراشه» و نوعي فناوري است كه اجازه توسعه محصولات هوشمند، تكميل توانايي محاسباتي ميكروالكترون‌ها را با درنظر گرفتن قابليت‌هاي ميكروحسگرها، ميكرومحرك‌ها و توسعه فضاي ممكن طراحي، ممكن مي‌سازد. از آنجا كه ادوات MEMS براي استفاده در شيوه‌هاي ساخت گروهي نظير مدارهاي مجتمع ساخته مي‌شوند، سطوح جديدي از قابليت انجام وظيفه، قابليت اطمينان و مهارت را مي‌توان بر روي يك تراشه سيليكوني كوچك با هزينه‌اي نسبتاً پايين، عرضه كرد.
 
ساخت و پياده‌سازي اين عناصر بر روي بردهاي سيليكوني، به كمك تكنولوژي ميكروفابريكيشن3 ميسر مي‌شود. سيليكون خواص خوبي دارد كه آن را به انتخابي عالي براي كاربردهاي مكانيكي سطح بالا، تبديل كرده است. مثلاً نسبت استحكام به وزن سيليكون از بسياري از موارد مهندسي ديگر بالاتر بوده و اين خاصيت، دستيابي به ادوات مكانيكي داراي پهناي باند زياد را ممكن مي‌سازد.
 
با پيشرفت چشمگير صنعت ميكروالكترونيك در 3دهه گذشته، پياده‌سازي مدارهاي پيچيده الكترونيكي بر سطوح كوچك و تفكر ساخت حسگرهايي در مقياس ميكروني نيز در دهه گذشته، رشدي قابل ملاحظه داشته است. تكنولوژي MEMS در 1964 با ساخت اولين «قطعه تجميعي MEMS» پا به عرصه وجود نهاد. گفتني است كه در دهه 1980، تحقيقات آزمايشگاهي در ارتباط با MEMS قوت گرفته و سرانجام در اواسط دهه 1990، ساخت اين سيستم‌ها به‌صورت قطعات تجاري و انبوه، محقق شد. بهره‌مندي از تكنولوژي «مدارهاي مجتمع»4 (IC) و استفاده از قطعاتي نظير Bipolar،CMOS در صنعت الكترونيك از يك سو و سوار شدن قطعات ميكرومكانيكي و فرايندهاي «ميكروماشينكاري»5 بر روي لايه‌هاي مختلف «نيمه‌هادي‌هاي سيليكوني» از سوي ديگر، منجر به تركيب اين دو صنعت با يكديگر شده و تكنولوژي “MEMS” متولد شد. اين تكنولوژي باعث پياده‌سازي يك سيستم كامل بر روي تراشه‌ها (systems-on-a-chip) شده است. به‌طور كلي، تكنولوژي ساخت 8 فاقد دانش فني يكسان بوده و از نظر تركيب روش‌هاي طراحي، علم مواد و فرايندها و كاربردها نيز، متفاوت است. نكته حائز اهميت در قياس بين IC‌ها و MEMS‌ها اين است كه گرچه براي ساخت آنها، از تكنولوژي چاپ و حك كردن بر روي تراشه‌ها استفاده مي‌شود، اما ممكن است از نظر فرايندها و مواد اوليه با يكديگر منطبق نباشند.
 
اگر مدارهاي مجتمع ميكروالكترونيك داراي سرعت، دقت و هوشمندي بالا در محاسبات را به‌عنوان «مغز» سيستم در نظر بگيريم؛ “MEMS”‌ها نيز همچون «بازوها» و «چشم‌ها» در «حس كردن» و «كنترل» محيط اطراف، به‌منظور بالا بردن توانايي تصميم‌گيري، به سيستم كمك مي‌كنند. به اين‌صورت كه ابتدا حسگرها با اندازه‌گيري و سنجش پديده‌هاي مكانيكي، گرمايي، بيولوژيكي، بصري و شيميايي اطلاعاتي را از محيط اطراف جمع‌آوري كرده و در اختيار سيستم قرار مي‌دهند. سپس، بخش الكترونيكي سيستم، به كمك اين حسگرها و انجام يك سري فرايندهاي تصميم‌گيري، دستورهايي را به عملگرهاي موجود در سيستم ارسال مي‌كند و آنها نيز واكنش‌هايي نظير «حركت»، «موقعيت‌يابي»، «مكش» و پالايش محيط را براي هدف يا خروجي مطلوب، كنترل مي‌كنند.
 
تكنولوژي ساخت MEMS بسيار مشابه تكنولوژي موجود در مدارات مجتمع الكترونيكي است. از اين‌رو سطوحي بي‌نظير از عمليات، قابليت اطمينان و مهارت، بر روي يك تراشه كوچك سيليكوني به نسبت ارزان، فراهم مي‌آيد.
تگ ها

Warning: Unknown: write failed: Disk quota exceeded (122) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/var/cpanel/php/sessions/ea-php54) in Unknown on line 0