وبلاگ

ای بر تکنولوژی میکروماشین، تاریخچه ، روشها و پروسه های رایج در این صنعت و بازار فروش قطعات و سیستم های ساخته شده با این تکنولوژی تحت عنوان (Micro Electro Mechanical System (MEMS توضیح داده می شود.
1-2-1- سیستمهای میکرو الکترو مکانیکی (MEMS)
MEMS مخفف Micro Electro Mechanical System و ریشه آمریکایی دارد. در اروپا به (MST(Micro System Technology و در ژاپن به Micro Mechanic معروف است. معادل فارسی آن سیستم های میکروالکترومکانیکی میباشد. سیستم های الکتریکی فقط با سیگنال  های الکتریکی سرو کار دارند، اگر این سیستمها کار مکانیکی هم انجام دهند سیستم الکترومکانیکی نامیده میشوند. حال اگر ابعاد آن به محدوده میکرومتر برسد سیستم های میکرو الکترومکانیکی خوانده میشوند.
سیستم های MEMS حاصل تلفیق اجزای مکانیکی، حس کننده ها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون میباشد. مدارات مجتمع را می توان مغز متفکر سیستم در نظر گرفت و MEMS با اضافه کردن چشم و بازو این قدرت تفکر را توسعه می دهد تا میکروسیستم ها بتوانند محیط اطرافشان را حس و کنترل نمایند، این حسگرها اطلاعات مکانیکی، گرمایی، مغناطیسی، نوری و … را از محیط جمع آوری کرده و مدار مجتمع پس از دریافت اطلاعات از حسگر دستوراتی همچون جابجایی، فیلتر کردن و… را جهت کنترل فرایند صادر میکند.
MEMS به عنوان یکی از تکنولوژی های برتر قرن 21 به شمار می رود که پتانسیل لازم برای متحول ساختن تولیدات مصرفی و صنعتی را دارد. اگر microfabrication نیمه هادی ها را به عنوان اولین انقلاب در تولیدات میکرو در نظر بگیریم، بدون شک MEMS دومین انقلاب در این زمینه است.
یک قطعه MEMS شامل قسمت های زیر است:

1- سنسور که اطلاعات را از دنیای بیرون دریافت و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.
2- مدار ااکتریکی که این سیگنال ورودی را پردازش می کند.
3- راه انداز (actuator) که به سیستم مکانیکی دستور می دهد چه کاری انجام دهد.
قطعات الکترونیکی با بهره گرفتن از تکنولوژی ساخت مدارات مجتمع ساخته می شوند و عناصر میکروماشین شده با بهره گرفتن از فرایندهای micromachining ساخته می شوند، MEMS با ترکیب این دو تکنولوژی امکان ایجاد یک سیستم کامل را روی یک تراشه فراهم ساخته است و فضای طراحی و کاربرد را بسط داده است.
مزایای سنسورهای MEMS نسبت به سنسورهای مکانیکی عبارتند از:
1- سایز کوچکتر 2- ارزان تر 3- دقیق تر 4- قابل اعتمادتر 5- یکپارچه سازی قسمت حسگر و پردازشگر.
بعنوان یک نمونه می توان به شتاب سنج های مکانیکی استفاده شده در صنعت خودروسازی اشاره کرد، در روش مکانیکی از چندین شتاب سنج حجیم که شامل اجزای مختلف هستند در قسمت جلویی خودرو استفاده می شود ولی قسمت های الکترونیکی در نزدیکی کیسه هوا قرار دارند وقیمت مجموعه بالغ بر 600 دلار می باشد، با بهره گرفتن از تکنولوژی MEMS شتاب سنج و قسمت الکترونیکی با هزینه کمتر از 5 دلار بر روی یک تراشه سیلیکونی تلفیق شده است.
2-2-1- کاربرد و زیر شاخه های MEMS
MEMS شامل زیر شاخه های زیر می باشد:

1- mechanical MEMS و 2- thermal MEMS و 3- (MOEMS ( micro opto electrmechanical system و 4- magnetic MEMS و 5- RF MEMS و 6- micro fluidic MEMS و 7- Bio MEMS و 8- chemo MEMS.

محدوده عملکرد MEMS در مقایسه با مدارات مجتمع بسیار وسیع تر می باشد، در MEMS علاوه بر متخصصان برق رشته هایی همچون مهندسی شیمی، مهندسی پزشکی، مهندسی مکانیک، فیزیک و شیمی مشغول فعالیت می باشند. سنسورهای MEMS در صنایع مختلفی از جمله: صنایع هواپیما سازی، اتومبیل سازی، شیمیایی، اتوماسیون، دفاعی و نظامی، محیط زیست، مخابرات، بهداشتی و پزشکی، قطعات کامپیوتری(هارد دیسک و پرینتر) کاربرد دارند.

چند نمونه از سنسورهای پرکاربرد MEMS در صنعت عبارتند از:

سنسور فشار: در صنعت خودروسازی برای اندازه گیری فشار روغن، فشار خلا، فشار تزریق سوخت، فشار انتقال سیال، فشار سیستم ABS، فشار تایر و فشار کیسه هوا بکار می رود.

شتاب سنج: در کیسه هوا و کمربند ایمنی اتومبیل و صنایع نظامی بکار می رود.

سنسور دما: برای نمایش دمای روغن و هوا در اتومبیل.

ژیروسکوپ: در صنایع موشک سازی و هواپیماسازی کاربرد دارد.