המונח MEMS מייצג מערכות מיקרו-אלקטרו-מכניות. אלה הם קבוצה של מכשירים, ואת האפיון של מכשירים אלה ניתן לבצע על פי גודלם הזעיר ומצב העיצוב. תכנון חיישנים אלה יכול להיעשות באמצעות מיקרומטר 1-100 רכיבים . התקנים אלה יכולים להיות שונים ממבנים קטנים למערכות אלקטרומכניות קשות מאוד עם אלמנטים נעים רבים בשליטת מיקרו-אלקטרוניקה משולבים. בדרך כלל חיישנים אלה כוללים מיקרו-מפעילים מכניים, מיקרו-מבנים, מיקרו-אלקטרוניקה ומיקרו-חיישנים באריזה אחת. מאמר זה דן מהו חיישן MEMS, עקרון עבודה, יתרונות ויישומיו
מהו חיישן MEMS?
MEMS הם חיישני אינרציה בעלות נמוכה ודיוק גבוהה ואלה משמשים לשרת מגוון נרחב של יישומים תעשייתיים. חיישן זה משתמש בטכנולוגיה מבוססת שבב, כלומר מערכת מיקרו-אלקטרו-מכנית. אלה חיישנים משמשים לאיתור ומדידת הגירוי החיצוני כמו לחץ, לאחר מכן הוא מגיב ללחץ שנמדד בלחץ בעזרת כמה פעולות מכניות. הדוגמאות הטובות ביותר לכך כוללות בעיקר סיבוב של מנוע לפיצוי שינוי הלחץ.
ה ייצור IC של MEMS ניתן לעשות עם סיליקון, לפיו שכבות חומר קלות ממוקמות אחרת קבועות על מצע Si. לאחר מכן קבוע באופן סלקטיבי כדי להשאיר מבנים תלת-ממדיים מיקרוסקופיים כמו סרעפות, קורות, מנופים, קפיצים והילוכים.
mems-ic
ייצור ה- MEMS זקוק לטכניקות רבות המשמשות לבניית מעגלי מוליכים למחצה אחרים כמו תהליך חמצון, תהליך דיפוזיה, תהליך השתלת יונים, תהליך שקיעת אדים כימיים בלחץ נמוך, התזה וכו '. בנוסף, חיישנים אלה משתמשים בתהליך מסוים כמו עיבוד מיקרו.
עקרון עבודה של חיישן MEMS
בכל פעם שההטיה מוחלת על חיישן MEMS, אז מסת מאוזנת עושה הבדל בתוך הפוטנציאל החשמלי. ניתן למדוד זאת כמו שינוי בקיבול. אז ניתן לשנות את האות הזה ליצירת אות פלט יציב בדיגיטל, 4-20mA או VDC.
חיישנים אלה מהווים פתרונות משובחים ליישומים מסוימים שאינם דורשים דיוק מרבי כמו אוטומציה תעשייתית, בקרת מיקום, מדידת גלגול וגובה, ופילוס פלטפורמה.
סוגי MEMS
ניתן להשיג את הסוגים הנפוצים של חיישני MEMS בשוק
- מד תאוצה של MEMS
- גירוסקופים של MEMS
- חיישני לחץ MEMS
- חיישני שדה מגנטי של MEMS
יתרונות MEMS
היתרונות של חיישן MEMS כוללים את הדברים הבאים.
- ייצור MEMS הוא ייצור מוליכים למחצה IC כמו המצאה המונית בעלות נמוכה, עקביות חיונית גם למכשירי MEMS.
- גודל תת-רכיבי החיישן יהיה בטווח של 1 עד 100 מיקרומטר, כמו כן גודל מכשיר ה- MEMS יקבע 20 מיקרו מטר לטווח מילימטר.
- צריכת החשמל נמוכה מאוד.
- פשוט לשילוב במערכות או שינוי
- הקבוע התרמי קטן
- אלה יכולים להיות מנוגדים מאוד להלם, קרינה ורעידות.
- סובלנות טובה יותר להתפתחות תרמית
- מַקבִּילוּת
יישומי MEMS
חיישני MEMS משמשים בתחומים שונים הכוללים רכב , לצרכן, תעשייה, צבא, ביוטכנולוגיה, חקר חלל ומטרות מסחריות הכוללות מדפסות הזרקת דיו, מד תאוצה בתוך מכוניות מודרניות, מוצרי אלקטרוניקה, במחשבים אישיים וכו '.
הדוגמאות הטובות ביותר למכשירי MEMS כוללות בעיקר אופטיקה אדפטיבית, חיבורי רוחב אופטיים, כרית אוויר מד תאוצה , מערכי מראה לטלוויזיות ותצוגות, מיקרו-מראות ניתנות לניהול, מכשירי RF MEMS, מכשירים רפואיים שאינם ניתנים לשימוש חוזר וכו '.
לפיכך, זה הכל על חיישן MEMS . החיסרון העיקרי של חיישנים אלה הוא, למרות שעלות הייצור לכל חלק נמוכה במיוחד. אך קיימת השקעה עצומה בעת תכנון, ייצור והמשך מוצר מבוסס MEMS. כתוצאה מכך, סביר להניח שמעצבים לא ירחיבו רכיבים ליישומים בעלי נפח נמוך. הנה שאלה עבורך, מהן הקטגוריות של מכשירי MEMS?
