¿Qué es el conocimiento de los métodos microelectromecánicos (MEMS)?

Introducción a los métodos microelectromecánicos (MEMS)

¡Vamos a perfilar los MEMS!

MEMS significa Sistema Micro-Electro-Mecánicoun sistema integrado de aparatos y construcciones mecánicas y electromecánicas, fabricado mediante métodos de microfabricación Un sistema MEM consiste en propiedades tridimensionales que detectan y manipulan cualquier propiedad corporal o química. Elementos primarios que utilizan microsensores, microactuadores y diferentes microconstrucciones, que se fabrican en un único sustrato de silicio

Como un sistema mecatrónico típico, un sistema MEMS constituye un microsensor para detectar una variable seleccionada del entorno y convertirla en una señal {eléctrica}. Esta señal eléctrica es procesada por la microelectrónica que controla un microactuador para proporcionar el cambio requerido en el entorno.

¿En qué consisten los MEMS?

Como se ha mencionado anteriormente, los elementos principales de una Sistema MEMs incorporan microsensores y microactuadores, que convierten un tipo de vitalidad en otro tipo de vitalidad. Un sistema MEM puede tener elementos estáticos o móviles, cuya dimensión del cuerpo oscila entre menos de una micra y más de varios milímetros. Mientras que un microsensor convierte la señal mecánica medida (es decir, un parámetro corporal o una sustancia química) en una señal eléctrica, un microactuador hace lo contrario.

Se pueden encontrar varios tipos de microsensores para casi todos los parámetros medibles como la temperatura, la tensión, el olor, los campos magnéticos, la radiación, la velocidad, la aceleración y muchos otros. Cabe destacar que en años anteriores, la eficacia de estos microsensores ha superado la de sus variantes a macroescala, junto con diferentes ventajas como el bajo valor de fabricación.

Entre los distintos tipos de microactuadores se encuentran las microválvulas para regular la circulación, los interruptores ópticos y los espejos para regular los haces de luz, los microrresonadores y las microbombas para desarrollar la tensión constructiva de los fluidos.

¿Métodos de fabricación de MEMS?

La fabricación de aparatos MEM se lleva a cabo utilizando los métodos típicos de fabricación de circuitos integrados, como la litografía, la deposición y el grabado, junto con métodos de micromecanizado totalmente diferentes. Mientras que los métodos tradicionales se utilizan para adquirir construcciones bidimensionales, los métodos de micromecanizado permiten ampliar la construcción tridimensional

Toda fabricación de MEMs o sistemas de microfabricación comienza con el desarrollo de materiales planos y delgados, a menudo llamados sustrato, sobre los que se crea toda la construcción. Mientras que el silicio cristalino, debido a su bajo valor y excesiva disponibilidad, es la principal alternativa para el sustrato de los MEM, también se utilizan otros materiales como el cuarzo, el vidrio, la cerámica y los polímeros.Antes del micromecanizado, nos permite tener un pequeño concepto sobre los dos procesos primarios.

1. Depósitola deposición de películas finas de materiales sobre un sustrato de silicio. A continuación se indican dos tipos de deposición:

2. Tanque de almacenamiento de productos químicosla creación de suministros estables a partir de reacciones químicas en composiciones combustibles y/o líquidas, tanto de forma instantánea como con materiales de sustrato. Las variedades incorporan el Desarrollo Térmico (Dióxido de Silicio cultivado sobre Silicio a temperaturas que van de 750 a 1200 grados Celsius), la Deposición Química de Vapor (Materiales estables moldeados sobre el sustrato debido a la respuesta química entre gases ambientales), la Electrodeposición (Formación de materiales estables por conductividad eléctrica) y la Epitaxia.

3. Depósito corporal: Incluye el desplazamiento corporal de la sustancia que se va a depositar en el sustrato. Las variedades incorporan la Deposición de Vapores Corporales (Deposición de tejido por condensación de vapores de los materiales de origen) y la Fusión (Deposición de tejido disuelto en un disolvente líquido por pulverización o hilado).

4. Litografíaincluye la formación de patrones sobre un polímero químicamente resistente que se deposita sobre el sustrato. A continuación, estos patrones se transfieren al fondo del sustrato o a la capa correspondiente.

Las variedades incorporan la fotolitografía (se coloca una fotomáscara transparente recubierta de muestra opaca rodeada de los delicados materiales fotográficos depositados en el sustrato, se revela a la radiación de una longitud de onda seleccionada, provocando tanto el fortalecimiento como el debilitamiento del fotorresistente y la transferencia de la muestra a la capa natural), la litografía de doble cara y la litografía en escala de grises.

Los métodos típicos de micromecanizado incorporan el micromecanizado a granel, las construcciones de sitio se graban en el sustrato de silicio, y el micromecanizado de suelo, las capas micromecanizadas de sitio se moldean por deposición en el suelo. Para las construcciones de mayor proporción lateral se utilizan además otros métodos como la unión de obleas de silicio, la LIGA y la microfabricación 3D.

1. Micromecanizado a granel:

Como sugiere la identificación, incluye el grabado selectivo de la mayor parte de la oblea de silicio para comprender la construcción micromecánica. El grabado puede ser en húmedo o en seco. El grabado húmedo incluye el grabado del tejido disolviéndolo en una resolución de grabado químico como HNA (ácido fluorhídrico, ácido nítrico y ácido acético), hidróxido de potasio (KOH), grabado anisotrópico (grabado selectivo en una ruta concreta) o isotrópico (grabado uniforme en todas las instrucciones).

El grabado en seco puede clasificarse como grabado iónico reactivo (RIE) (el lugar en el que se utiliza la vitalidad de la radiofrecuencia (RF) para energizar un plasma de gases reactivos con el fin de tipificar los iones que pueden desencadenar tanto el grabado químico como el corporal), Grabado por pulverización catódica (lugar en el que el tejido u oblea de Silicio se somete a un bombardeo de iones) y Grabado por sección de vapor (la oblea de Silicio se coloca en una cámara llena de gas, donde los materiales depositados se disuelven en una respuesta química)

El método generalmente utilizado para el sistema MEMS es el grabado iónico reactivo profundo (DRIE), el método de grabado iónico reactivo modificado el sitio se puede lograr mediante el grabado selectivo en el suelo horizontal y nunca en las paredes laterales.

2. Micromecanizado de suelos:

Incluye el uso del sustrato como bloque base sobre el que se puede realizar el procesamiento. Las capas de película delgada se añaden como capa estructural (sobre la que se realiza una construcción libre) y capa de sacrificio (necesaria para la litografía y el grabado). El óxido de silicio es la capa de sacrificio más utilizada, mientras que el polisilicio es la capa estructural más utilizada.

3. Micromecanizado de la Relación de Facetas Excesiva:

Incluye la combinación de la micromáquina con diferentes métodos, como el moldeo por inyección y la galvanoplastia. El método generalmente utilizado es el LIGA (Litografía, Galvanoplastia y Moldeo). En este caso, se deposita una capa de titanio, cobre o aluminio sobre el sustrato para hacer un molde y se recubre de níquel para hacer el molde de la placa inferior.

A continuación, se añade al sustrato un material delicado como el PMMA. Toda la construcción se somete a la radiación de rayos X en el lugar donde se disuelven las zonas no cubiertas de PMMA, electroformando así el acero. La mercancía de la punta puede usarse como producto de cierre o puede usarse como herramienta de inyección.

Áreas de utilidad del conocimiento de los MEMS

1. Negocio de la automociónejemplos de artilugios MEMS son los sensores de navegación interior, los sensores de los airbags, los sensores de los compresores de aire, los sensores de tensión de gas y vapor y muchos otros.

2. E-Businessejemplos: cabezas de impresión de chorro de tinta, cabezas de disco, sensores sísmicos, técnicas de almacenamiento masivo de conocimientos y muchos otros.

3. Negocio médicoejemplos: marcapasos, prótesis, sensores de tensión sanguínea y muchos otros.

4. Defensael ejemplo de las técnicas de armamento, la dirección de las municiones, la vigilancia y muchos otros.

5. Comunicacionesejemplos: elementos de fibra óptica, osciladores gestionados por tensión, láseres sintonizables, divisores y acopladores y muchos otros.

¡El futuro con MEMS!

Mientras que el único tipo de construcción de MEMS incluye un único microsensor discreto, un microactuador incrustado con la electrónica, los objetivos sensibles requieren tipos complicados de artilugios MEMS, lo que es factible a través de la complicada integración de MEMS con diferentes métodos como la Nanotecnología, la Fotónica y muchos otros.

Esta integración imaginativa de todas estas ciencias aplicadas en un solo chip es, en realidad, el avance tecnológico más prometedor, tarde o temprano. Otro tipo de integración que parece ser fructífera es la integración con la Ciencia Biomédica y la Optoelectrónica

Cabe destacar que desde años anteriores, ha surgido una mercancía extremadamente revolucionaria de la mezcla de la Ciencia Biomédica y los MEMS, que ha permitido fines revolucionarios como la secuenciación del ADN, la monitorización del agua y el medio ambiente, el descubrimiento de fármacos y muchos otros. Además, la integración de los MEMS con las comunicaciones ópticas ha dado lugar a la obtención de medios sensibles para frenar los puntos de escala de la comunidad en curso.

Además, en los casos actuales, con la evolución del mercado de la Web sobre Temas (IOT) (gadgets sensibles), la necesidad de sensores MEMS ha elevado el número de sensores. Además, estas técnicas sensibles no pueden limitarse simplemente a las ciencias aplicadas basadas en el silicio, sino también a las basadas en los polímeros.

Por lo tanto, es una información temporal pero vital sobre los MEMS, aunque hay muchas cuestiones diferentes pero que mencionar, al igual que los contratiempos sobre este conocimiento y, por supuesto, algunos ejemplos sensatos. Invitamos a los lectores a que añadan estos dos factores.