پاورپوینت کامل با عنوان سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS در 84 اسلاید - دانلود فایل
دانلود فایل پاورپوینت درباره میکروماشینکاری
دانلود فایل پاورپوینت کامل با عنوان سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS در 84 اسلاید
فناوری MEMS چیست؟
فناوری MEMS یا فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ، حاصل تلفیق اجزای مكانیكی، حسگرها، محركها و قطعات الكترونیكی بر روی یك لایه سیلیكون به كمك فناوری ساخت تراشه های میكرونی است .
در واقع MEMS ، ریزفناوری ها یا سیستم های میکرو الکترو مکانیکی در واقع تلفیقی از اجزای مکانیکی ، حس گر ها ، بازو های مکانیکی و اجرای الکترونیکی هستند که بر روی لایه ای از ماده استراتژیک سیلیکون قرار دارند.این ساختار مکانیکی بسیار کوچک در ابعاد میکرون بر پایه تکنولوژی تراشه های الکترونیکی استوار است.
امروز در کشور های پیشرفته جهان ، توسعه تلفیقی سیستم های مکانیکی و الکترونیکی در ابعاد بسیار کوچک مورد نظر است ، زیرا این بخش مهم علمی موجب افزایش سرعت و کم حجم شدن ابعاد صنایع در بخش صنعت خواهد شد.
فناوری MEMS یا فناوری سیستم های میکرو الکترو مکانیکی ، در صنایع مختلف و اثرگذار جهان از جمله صنایع خودرو سازی ، موشکی ، تراشه ها و نظامی کاربرد بسیار زیادی دارند.امروزه لزوم توسعه این فناوری باعث شده است تا بسیاری از کشور های جهان برای توسعه این فناوری و تولید محصول اقداماتی انجام و در این راستا سرمایه گذاری هایی صورت دهند.
کشور های ژاپن و کره جنوبی که از پیشگامان توسعه این فناوری در جهان بودند ، امروزه تولیدات بسیاری در زمینه صنایع خودرو سازی و محصولات الکترونیکی ریزفناورانه دارند.
در حالی که بر اساس آمار های ارائه شده نیاز به MEMS روز به روز در حال گسترش است ، بازار این فناوری در سال 2011 از مرز 11 میلیارد دلار گذشت ، ضمن این که نکته قابل تأمل دخالت تنها چند کشور در صادرات محصولات این فناوری است.از دیگر موارد برجسته در این موضوع نیاز روز افزون به این فناوری با توجه به این مسأله که بشر دریافته است باید نیاز های خود را بدون ایجاد آلودگی و اشغال فضای بیهوده توأم با سرعت بیشتر برطرف کند.
به طور کلی مطالعه و ارزیابی عملکرد برای توسعه تولید و تجاری سازی محصولات بر پایه ریزفناورانه می تواند الگویی مفیدی برای شکل دهی یک مدل توسعه در کشور ما باشد ، زیرا تجارت پر سود این فناوری و آینده صنعتی دنیا و ارتباط آن با این فناوری کتمان ناپذیر است ؛ ضمن این که برطرف کردن نیاز های اصلی صنعتی کشور در گرو توسعه این فناوری است.
ویژگی های فناوری MEMS
در حالی كه قطعات الكترونیكی با استفاده از روال ساخت مدار مجتمع (IC) ساخته می شوند (همانند فرآیندهای CMOS ، Bipolar و یا BICMOS)، عناصر میكروماشینها از طریق فرآیندهای ماشین كاری میكرونی ( Micromachining ) تولید می شوند به این ترتیب كه بر حسب مورد، قسمتهایی از ویفر (Waf ER) برداشته شده یا لایه های جدیدی به آن اضافه می شود MEMS. با تلفیق میكروالكترونیك سیلیكونی با فناوری ماشین كاری میكرونی، نوید تحول را در تقریبا" هرنوع محصولی می دهد تا به این ترتیب به "نظام روی یك تراشه" جامة عمل بپوشاند. MEMS فناوری واقعاً توانایی است كه با درك و كنترل قابلیتهای "میكروسنسورها" و "میكرو محركها" و به همراه آوردن توانایی محاسبات دستگاههای میكروالكترونیكی, موجب پیشرفت در تولیدات هوشمند می شود. MEMS همچنین فناوری بسیار گسترده و مستعدی است، چه در كاربرد و چه در نحوة ساخت و طراحی ابزارها.
فناوری MEMS امكان تلفیق میكروالكترونیك را با درك فعال و اعمال كنترلی فراهم كرده، فضای طراحی و كاربرد را بسط می دهد.
فناوری MEMS یا فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ، حاصل تلفیق اجزای مكانیكی، حسگرها، محركها و قطعات الكترونیكی بر روی یك لایه سیلیكون به كمك فناوری ساخت تراشه های میكرونی است
مدارهای پیوستة میكروالكترونیكی (IC) می توانند بعنوان مغز متفكر سیستمها باشند و MEMS با اضافه كردن "چشم" و "بازو" ، این قدرت تفكر را توسعه می دهد تا این میكروسیستمها بتوانند محیط اطرافشان را حس كرده و كنترل نمایند.
این حسگرها در ساده ترین حالت خود با كمك اندازه گیری پدیده های مكانیكی، گرمایی، زیستی، شیمیایی، نوری و مغناطیسی، اطلاعات را از محیط جمع آوری می كنند. پس از اخذ اطلاعات از حس كننده ها, دستگاههای الكترومكانیكی به كمك قدرت تصمیم گیری خود، محركها را به پاسخ هایی چون : حركت، جابجایی، تنظیم كردن، پمپ كردن و فیلتركردن وادار كرده, محیط را به سمت نتایج موردنظر هدایت می كنند. از آنجا كه دستگاههای MEMS همانند ICها با تكنیكهای ساخت ناپیوسته ساخته می شوند، می توان سطح بسیار بالایی از كاركرد، اطمینان و پیچیدگی را با هزینه اندك بر روی تراشة كوچك سیلیكونی شكل داد.
کاربرد فناوری MEMS فناوری MEMS توانایی كشفیات جدیدی را در علوم و مهندسی دارد، مثل:
*میكروسیستمهای واكنشهای زنجیره ا ی پلیمراز (PCR) برای تقویت و شناسایی DNA
*میكروسكپهای تونل زنی پیمایشگر (STM) كه با فرآیندهای ماشینكاری میكرونی ساخته شده اند
*تراشه های زیستی شناساگر عوامل خطرناك شیمیایی و بیولوژیكی
* فناوری جهشی میكروسیستمها جهت غربال و انتخاب سریع دارو
ابزارهای MEMS در بازارهای مختلف صنعتی, تعیین كنندة كیفیت محصولات شده و پیش بینی می شود كه این فناوری سالانه 50% رشد داشته باشد.
اگرچه وسایل MEMS خیلی كوچك اند (مثلا" MEMS دارای موتورهای الكتریكی كوچكتر از قطر موی انسان است) ولی اهمیت فناوری MEMS فقط به اندازة آنها مربوط نمی شود. علاوه بر این، MEMS فقط به پایه سیلیكونی محدود نمی شود، هرچند سیلیكون به دلیل داشتن خواص عالی به یك انتخاب جالب توجه برای مصارف مكانیكی با كیفیت بالا تبدیل شده است. (مثلا" نسبت استحكام به وزن برای سیلیكون از خیلی از مواد مهندسی دیگر بالاتر است، كه ساخت وسایل مكانیكی با پهنای باند وسیع (band width) را ممكن می سازد). در عوض، MEMS فناوری تولیدی است كه راه جدیدی برای ایجاد سیستمهای الكترومكانیكی ارائه می دهد با تكنیكهای تولید ناپیوسته ارائه می دهد، مانند روش تولید مدارهای مجتمع كه باعث تولید عناصر الكترومكانیكی در كنار قطعات الكترونیكی می شود.
مزایای فناوری MEMSفناوری MEMS مزایای متعددی دارد: اول اینكه MEMS فناوری گسترده ای است كه بالفعل می تواند تأثیر مهمی بر انواع تولیدات تجاری و نظامی بگذارد. هم اكنون MEMSS در هر چیزی، از نمایش فشار خون گرفته تا سیستمهای تعلیق فعال خودروها active suspension ) systems )مورد استفاده قرار می گیرد. لذا ماهیت فناوری MEMS و كاربردهای متعددش، آن را از فناوریهای مرسوم حتی مدارهای مجتمع و ریزتراشه ها فراگیر تر نموده است.
دوم اینكه MEMS فاصلة بین سیستم های مكانیكی پیچیده و مدارهای مجتمع الكترونیكی را پر می كند. حس كننده ها و محركها عموماً گران قیمت اند، به علاوه سیستم "الكترونیكی، محركها و حس كننده ها" در ابعاد بزرگ قابل اعتماد نیستند. فناوری MEMS امكان ساخت سیستمهای میكروالكترومكانیكی را با استفاده از تكنیكهای ساخت ناپیوسته فراهم كرده موجب برابری قیمت و اعتبار حس كننده ها و محركها با مدارهای مجتمع می شود. جالب اینكه، انتظار می رود كارآیی دستگاهها و ابزارهای MEMS بالاتر از عناصر و سیستمهای مقیاس ماكرو و قیمت آن خیلی پایین تر از آنها باشد.
به عنوان یك نمونة جدید از فواید فناوری MEMS می توان به شتاب سنجهای MEMS اشاره كرد، كه به سرعت جایگزین سرعت سنجهای مربوط به سیستمهای كیسة هوا در اتومبیل می شود. در روش مرسوم از چندین شتاب سنج حجیم شامل اجزای مختلف در جلوی خودرو استفاده می شود كه قطعات الكترونیكی سیستم در نزدیكی كیسة هوا قرار دارند و قیمت مجموعه بالغ بر 50 دلار است.
فناوری گسترده ای است كه بالفعل می تواند تأثیر مهمی بر انواع تولیدات تجاری و نظامی بگذارد
MEMS این امكان را فراهم كرده تا شتاب سنج و وسایل الكترونیكی با هزینه ای كمتر از 5 تا 10 دلار در یك ریزتراشة سیلیكونی تلفیق شوند. شتاب سنج MEMS خیلی كوچكتر، كارآمدتر، سبكتر و قابل اعتمادتر بوده و قیمتی بسیار كمتر از شتاب سنجهای مرسوم دارد. لذا انتظار می رود ظرف چند سال آینده این شتاب سنجها جایگزین دستگاههای مشابه در كلیه خودروهای خارجی و داخلی گردند. بهای اندك عناصر شتاب سنج MEMS ، اجازة ساخت كیسة هوا برای حفاظت مسافرین در مقابل ضربات كناری را می دهد. ادامة پیشرفت در فناوری شتاب سنج MEMS در 5 سال آینده، امكان می دهد تا حس كننده ها, اندازه و وزن یك مسافر را تعیین كرده پاسخ بهینه را محاسبه كنند تا صدمات احتمالی ناشی از كیسه هوا كاهش یابد.
فهرست مطالب:
مینیاتوری کردنمقایسه MEMS و Microelectronicطبقه بندی MEMSپیوندهای بین اتمیساختار مادهشبکه های کریستالیشبکه های کریستالی مکعبیصفحه ها و جهت هازیرلایهویفربرش ویفرلایه نشانیلایه نشانی بخار فیزیکیاسپاترینگلایه نشانی بخار شیمیاییلایه برداریایجاد طرحروشهای لیتوگرافیماسکفوتورزیستنوردهی و ظهورمیکروسوییچانواع میکروسوییچمراحل ساخت یک میکروسوییچ