پاورپوینت کامل با عنوان سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS

پاورپوینت کامل با عنوان سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS

دسته بندی: پاورپوینت

نوع فایل: Powerpoint (.pptx) (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد اسلاید: 84 اسلاید

فناوری MEMS چیست؟

فناوری MEMS یا فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ، حاصل  تلفیق اجزای مکانیکی، حسگرها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون به کمک فناوری ساخت تراشه های میکرونی 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 تامل 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 مساله که بشر دریافته است باید نیاز های خود را بدون ایجاد آلودگی و اشغال فضای بیهوده توام 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 که قطعات الکترونیکی با استفاده از روال ساخت مدار مجتمع (IC) ساخته می شوند (همانند فرآیندهای CMOS ، Bipolar و یا BICMOS)، عناصر میکروماشینها از طریق فرآیندهای ماشین کاری میکرونی ( Micromachining ) تولید می شوند به این ترتیب که بر حسب مورد، قسمتهایی از ویفر (Waf ER) برداشته شده یا لایه های جدیدی به آن اضافه می شود MEMS. با تلفیق میکروالکترونیک سیلیکونی با فناوری ماشین کاری میکرونی، نوید تحول را در تقریبا" هرنوع محصولی می دهد تا به این ترتیب به "نظام روی یک تراشه" جامه عمل بپوشاند. MEMS فناوری واقعاً توانایی است که با درک و کنترل قابلیتهای "میکروسنسورها" و "میکرو محرکها" و به همراه آوردن توانایی محاسبات دستگاههای میکروالکترونیکی, موجب پیشرفت در تولیدات هوشمند می شود. MEMS  همچنین فناوری بسیار گسترده و مستعدی است، چه در کاربرد و چه در نحوه ساخت و طراحی ابزارها.

فناوری MEMS امکان تلفیق میکروالکترونیک را با درک فعال و اعمال کنترلی  فراهم کرده، فضای طراحی و کاربرد را بسط می دهد.

فناوری MEMS یا فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ، حاصل  تلفیق اجزای مکانیکی، حسگرها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون به کمک فناوری ساخت تراشه های میکرونی است

مدارهای پیوسته میکروالکترونیکی (IC) می توانند بعنوان مغز متفکر سیستمها باشند و MEMS با اضافه کردن "چشم" و "بازو" ، این قدرت تفکر را توسعه می دهد تا این میکروسیستمها بتوانند محیط اطرافشان را حس کرده و کنترل نمایند. 

این حسگرها در ساده ترین حالت خود با کمک اندازه گیری پدیده های مکانیکی، گرمایی، زیستی، شیمیایی، نوری و مغناطیسی، اطلاعات را از محیط جمع آوری می کنند. پس از اخذ اطلاعات از حس کننده ها, دستگاههای الکترومکانیکی به کمک قدرت تصمیم گیری خود، محرکها را به پاسخ هایی چون : حرکت، جابجایی، تنظیم کردن، پمپ کردن و فیلترکردن وادار کرده, محیط را به سمت نتایج موردنظر هدایت می کنند. از آنجا که دستگاههای MEMS همانند ICها با تکنیکهای ساخت ناپیوسته  ساخته می شوند، می توان سطح بسیار بالایی از کارکرد، اطمینان و پیچیدگی را  با هزینه اندک بر روی تراشه کوچک سیلیکونی  شکل داد.

کاربرد فناوری MEMS

 فناوری MEMS توانایی کشفیات جدیدی را در علوم و مهندسی دارد، مثل:

 *میکروسیستمهای واکنشهای زنجیره ا ی پلیمراز (PCR) برای تقویت و شناسایی DNA

*میکروسکپهای تونل زنی پیمایشگر (STM) که با فرآیندهای ماشینکاری میکرونی ساخته شده اند

*تراشه های زیستی  شناساگر عوامل خطرناک شیمیایی و بیولوژیکی

* فناوری جهشی میکروسیستمها جهت غربال و انتخاب سریع دارو

ابزارهای MEMS در بازارهای مختلف صنعتی, تعیین کننده کیفیت محصولات شده و پیش بینی می شود که این فناوری سالانه 50% رشد داشته باشد.

اگرچه وسایل MEMS خیلی کوچک اند (مثلا" MEMS دارای موتورهای الکتریکی کوچکتر از قطر موی انسان است) ولی اهمیت فناوری MEMS فقط به اندازه آنها مربوط نمی شود. علاوه بر این، MEMS فقط به پایه سیلیکونی محدود نمی شود، هرچند سیلیکون به دلیل داشتن خواص عالی  به یک انتخاب جالب توجه برای مصارف مکانیکی با کیفیت بالا تبدیل شده است. (مثلا" نسبت استحکام به وزن برای سیلیکون از خیلی از مواد مهندسی دیگر بالاتر است، که  ساخت وسایل مکانیکی با  پهنای باند وسیع (band width) را ممکن می سازد). در عوض، MEMS  فناوری تولیدی است که راه جدیدی برای ایجاد سیستمهای الکترومکانیکی ارائه می دهد با تکنیکهای تولید ناپیوسته ارائه می دهد، مانند روش تولید مدارهای مجتمع که باعث تولید عناصر الکترومکانیکی در کنار قطعات الکترونیکی می شود.

مزایای فناوری MEMS

فناوری MEMS مزایای متعددی دارد: اول اینکه MEMS  فناوری گسترده ای  است که بالفعل می تواند تاثیر مهمی بر  انواع تولیدات تجاری و نظامی بگذارد. هم اکنون 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 کاربردهای متعددش، آن را از فناوریهای مرسوم حتی مدارهای مجتمع و ریزتراشه ها فراگیر تر نموده است.