m_alizadeh
عضو جدید
مقدمه(Micro Electrical and Mechanical System)
سیستمهای میکرو الکترو مکانیکی نوعی سیستم هستند که اندازه فیزیکی خیلی کوچکی دارند.این سیستمها معمولا دارای اجزای الکتریکی و مکانیکی هستند.برای ساخت این ادوات از تکنیک ها و موادی که در ساخت مدارهای مجتمع بکار می روند استفاده می شود
ميكرو الكترومكانيكال سيستم ها ريشه آمريکايي دارد، MEMS همچنين به (تکنولوژي ميکروسيستمها) دراروپا و ميکرو مکانيک در ژاپن بر مي گردد. بدون توجه به اين واژگان، فاکتورMEMS در روشي که ساخته مي شوند، است.
ماداميكه ادوات الكترونيك براي استفاده در رشته فرآيند مدارهاي مجتمع ( IC ) ساخته مي شوند ( مانند فرآيند ساختن CMOS ، Bipolar ) " اجزاء ميكرو مكانيكال " براي استفاده در فرآيند هاي ميكرو سازگار و مناسب با آن است كه با آن به طور انتخابي قسمت به قسمت با قرص هاي سيليكوني يا افزودن لايه هاي ساختماني جديد براي شكل دادن ادوات مكانيكال و الكترومكانيكال استفاده مي شود.
MEMS نويد انقلابي نوين را در زمينه محصولات مجتمع سازي سيليكون كه بر پايه تكنولوژي ميكروالكترونيك و ميكروماشين ها نباشد، ميدهد كه در جهت ممكن ساختن تحقق كامل " سيستم ها در يك ترا شه " است .
MEMS يك فناوري است كه اجازه توسعه محصولات هوشمند ، تكميل توانايي محاسباتي ميكروالكترونها با در نظر گرفتن قابليتهاي ميكروسنسورها و ميكرومحركها و توسعه فضاي ممكن طراحي و استفاده را مي دهد .
مدارهاي مجتمع ميكروالكترونيك مي تواند به عنوان مغز متفكر يك سيستم در نظر گرفته شود و MEMS اين قابليت تصميم گيري را با چشم ها و بازوهايي زياد كرده تا به ميكرو سيستم ها اجازه دهد تا از محيط به وسيله اندازه گيري مكانيكي ، دمايي ، بيولوژيكي ، شيميايي ، نوري و مغناطيسي اطلاعاتي جمع آوري كنند.
سپس اطلاعات گرفته شده از حسگرها و از طريق بعضي تصميم گيريها به بازوها براي واكنش نشان دادن به وسيله حركت كردن ، تثبيت موقعييت ، تنظيم كردن ، پمپ كردن و ***** كردن دستور مي دهد. در نتيجه كنترل محيط براي خواسته هاي مطلوب انجام مي شود.
ادوات MEMS براي استفاده در شيوه هاي ساخت گروهي مانند مدارهاي مجتمع ساخته مي شوند و سطوح جديدي از قابليت انجام وظيفه ، قابليت اطمينان و مهارت مي تواند روي يك تراشه سيليكوني كوچك با يك هزينه نسبتاپايين قابل دسترسي باشد.
MEMS يك فرآيند تكنولوژي است كه براي بوجود آوردن سيستمها و وسايل يكپارچه (مجتمع) خيلي كوچك بكارمي رودكه ازعناصر الكتريكي و مكانيكي تركيب مي شوند. آنها با استفاده از تكنيكهاي عمليات تك مرحله اي و در سايزهاي بين كمتر از ميكرومتر تا ميلي متر طبقه بندي مي شوند .
واقعيتMEMS براي طراحي و مهندسي و ساختن و اداره کارهاي تخصصي از يک محدوده متنوع و گسترده اي از قسمتهايي که شامل IC مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرد از قبيل : مهندسي مکانيک ، علم مواد ، مهندسي برق ، مهندسي شيمي و به همين خوبي براي مهندسي سيالات ، ابزار دقيق ، بسته بندي کردنMEMS ها مي توانند بکار روند.
حوزه هاي عملکردMEMS
حوزه هاي عملكردMEMS شامل موارد زير است :
1- مکانيکي: نيرو،فشار،سرعت،شتاب و موقعيت
2- حرارتي: دما،گرما
3- شيميايي: غلظت،ترکيب شيميايي و سرعت واکنش
4- نوراني: شدت موج الکترومغناطيس،طول موج،فاز،بازتاب قطبي، شکست نور،فرستنده
5- مغناطيس: شدت ميدان،چگالي شار،گشتاورمغناطيسي،قابليت گذردهي(پرمابليته)
6- الکتريکي: ولتاژ،جريان،بار،مقاومت،خازن،
کاربردهای MEMS
Biotechnology( اعمال و قواعد زيست شناسي در انسان و ماشين آلات ) :
فناوري MEMS كشفيات جديد در علوم و مهند سي مانند : (( ميكرو سيستمهاي واكنش زنجيره اي پليمري (PCR) براي تقويت و شناسايي DNA و ميكروسكوپهاي سوراخ كن براي ساخت ميكرو ماشين ها (STMs) ، ساخت چيپها با الهام از قواعد زيست شناسي براي كشف عوامل زيستي و شيميايي خطرناك و ميكرو سيستم هايي براي انتخاب و نمايش دارو با توان عملياتي بسيار بالا )) را ممكن مي سازد.
صنايع هوا فضا و ارتباطات
MEMS ها در سالهاي اخير در زمينه هاي ارتباطات، هوا فضا و مينياتور کردن کاربردهاي زيادي پيدا کرده اند:
صنايع هوا فضا: در نشانگرهاي کابين خلبان، ابزار Ejection، اندازه گيرهاي تونل هوا و ميکرو ماهواره ها کاربرد دارند.
صنايع ارتباطات: از دو نوع MEMS در اين صنايع به طور متداول استفاده مي شود: MOEMS وRFMEMS
مدارهاي فركانس بالا به طور قابل ملاحظه اي از زمان ظهور فناوري مفيد بوده و هستند . اجزاء الكتريكي مانند القاگرها و خازنهاي متغير مي توانند به طور معني داري توسعه پيدا كنند . اگر براي استفاده در تكنولوژي MEMS ساخته شوند با مجتمع سازي تعدادي از اين اجزاء كارايي مدارهاي ارتباطي توسعه مي يابد ، فضاي كل مدار، هزينه و مصرف برق كاهش مي يابد . در ادامه ، سوئيچ هاي مكانيكي همچنانكه با تحقيقات توسعه پيدا مي كند ، مي توانند به يك جزء كليدي با توان بالقوه بالا در مدارهاي ميكروويو مختلف تبديل شوند. نمونه هاي ساخته شده از سوئيچ هاي مكانيكي حاكي از دارا بودن فاكتورهاي كيفيت بالاتري از انواع قبلي موجود هستند.
MOEMSها به دليل وجود فوتون بدون جرم نياز به نيروي کمي دارند، مکان کوچکي را اشغال مي کنند، دقت بالايي دارند و با سرعت نور کار مي کنند. تکنولوژي ساخت آنها مانند نيمه هاديها مي باشد که اين امر سبب توليد ارزان قيمت و افزايش کارايي آنها شده است. ساختار جزء آنها ميکرو آينه است که باعث افزايش سرعت کار در تکنولوژي جريان اطلاعات شده است. کاربرد MOEMS در *****ها، مدولاتورها، آنتن ها و فرستنده ها مي باشد.
RFMEMSها امروزه کاربردهاي بسيار وسيعي در صنعت ساخت موبايل پيدا کرده اند به طوري که با پيشرفت آنها موبايلها ارزانترشده و اندازه کوچکتری پيدا کرده اند .
صنعت خودرو سازی
فشارسنجبرای اندازه گیری فشار روغن موتور،فشار خلا،فشار تزریق سوخت،فشار خط ترمز ABS ،فشار هوای ذخیره شده برای کیسه هوایی.
شتاب سنج
شتاب سنج هاي ساخته شده با فناوري MEMS ، به سرعت با شتاب سنج هاي رايج جهان جايگزين شد، كه شتاب سنج هاي قديمي در آرايش سيستم هاي كيسه هوا در موقعيت هاي نا گهاني در اتومبيل ها به كار مي رفتند. در روش سنتي و مرسوم كه چند ين شتاب سنج بزرگ ساخته شده از مؤلفه هاي گسسته در جلوي اتومبيل با سيستم الكترونيك جداگانه نزديك كيسه هوا نصب مي شد كه اين روش براي هر اتومبيل با لغ بر 50 دلار هزينه داشت.
فناوري مجتمع سازي MEMS ساخت شتاب سنج ها و مدارهاي الكترو نيكي را روي يك تراشه سيليكوني با هزينه اي بين 5 تا 10 دلار، ممكن ساخت . اين شتاب سنج هاي MEMS كوچكتر ، وظيفه مندتر، سبكتر وقابل اطمينان تر بوده و با كسري از هزينه عناصر شتاب سنج هاي مقياس بزرگ، ساخته شده اند
حسگرهای شتاب
تحت تاثیر شتاب ، اینرسی جسم باعث می شود که نیرویی بر آن وارد شود و کمی جابه جا شده و باعث تغییر مقاومت وولتاژپیزو شود و با اندازه گیری آن میزان شتاب را می توان به دست آورد.
شتاب سنج ها :
1-حساسیت کمی دارند و شتاب زیاد را اندازه گیری می کنند.
کاربرد انها در:
سیستم ترمز ضد قفلAntilock Brake system
سیستم تعلیقAutomatic Balance Control
سیستم کیسه هوایی خودروها استفاده می شود.
Airbag Accelerometers XL76
2-حساسیت بالایی دارند.
رباتها،سیستمهای هدایت اتومبیل ناوبری هواپیما و فضاپیما و زیردریایی استفاده می شود.
دماسنج های MEMS
کاربرد در:
خواندن دمای روغن موتور،ضد یخ،و دمای هوا استفاده می شود.
ژیروسکوپهایMEMS
وسایلی برای تشخیص حرکت هستند.
شتاب سنج ها، سیگنالی متناسب با حرکت خطی خود تولید می کنند.
ژیروسكوپها، سیگنالی متناسب با حرکت دورانی در اتومبیل برای سیستم کنترل نیروی گریز از مرکز یا کشش جاده تولید می کنند.
عملکرد ژیروسکوپها در صنعت خودرو:
1-فراهم کردن سیگنالی متناسب با میزان چرخش اتومبیل وقتیکه بر روی پیچ حرکت می کند.
2- مقایسه زاویه شیب پیچ و میزان چرخش واقعی اتومبیل که از ژیروسکوپ به دست می اید .
3- تشخیص سیستم کنترل که آیا اتومبیل دچار کمبود نیروی کشش جاده شده است يا نه ؟
4-اگر شرایط غیر ایمن تشخیص داده شود،سیستم کنترل سیگنالی را به سیستم ترمز ضد قفل می فرستد تا از واژگون شدن ان جلوگیری کند.
سایر کاربردهای در حال توسعه ژیروسکوپ ها
برای تشخیص شرایط :
1-واژگونی اتومبیل
2-کنترل دینامیک اتومبیل
3-سیستم ناوبری اتومبیل
کاربرد MEMS در هد پرينترهاي جوهر افشان
با ورود MEMSها به اين عرصه, تکنولوژي سنسورهاي فشار اتوماتيکي به کنار رفته است در اين نوع پرينترها از يک سري از افشانکها استفاده شده که جوهر را به طور مستقيم در سطح کاغذ مي افشاند. دو نوع تکنولوژي در اين رابطه وجود دارد:
1-THERMAL
2- PIEZO
1- Thermal: اين تکنولوژي در سال 1979 توسط شرکت Hewlett-Packard ابداع شده است که از بخار جوهر استفاده مي کند. در اين نوع, مقاومتهاي کوچکي بکار رفته که به هنگام On بودن در كسري از ثانيه گرم مي شوند و از اين گرما در تبخير جوهر استفاده مي کنند.
2- Piezo: اين تکنولوژي توسط شرکت Epson ابداع شده است که از طريق فشار مکانيکي ناشی از عبور جريان الکتريسيته بر هد پرينتر جوهر را مي افشاند.
اگر چنانچه علاقه مند هستید اطلاعات بیشتری در این زمینه کسب کنید به لینک زیر مراجعه کنید .http://solid.blogfa.com/post-156.aspx
.