Ang Micro Electro Mechanical System ay isang sistema ng mga miniaturized na aparato at istraktura na maaaring gawa gamit ang mga diskarte sa microfabrication. Ito ay isang sistema ng microsensors, microactuators, at iba pang mga microstruktur na gawa-gawa na gawa-gawa sa isang pangkaraniwang silicon substrate. Ang isang tipikal na sistema ng MEMs ay binubuo ng isang microsensor na nararamdaman ang kapaligiran at ginawang isang variable ang kapaligiran circuit ng kuryente . Pinoproseso ng microelectronics ang signal ng elektrikal at ang microactuator naaayon upang gumana upang makabuo ng isang pagbabago sa kapaligiran.

Ang paggawa ng aparato ng MEMs ay nagsasangkot ng pangunahing mga pamamaraan ng paggawa ng IC kasama ang proseso ng micromachining na kinasasangkutan ng mapiling pag-aalis ng silikon o pagdaragdag ng iba pang mga istruktura na layer.

Mga Hakbang ng MEMs Fabrication gamit ang Maramihang Micromachining:

Maramihang Pamamaraan ng Micromachining na Sumasangkot sa Photolithography

Hakbang1 : Ang unang hakbang ay nagsasangkot ng disenyo ng circuit at pagguhit ng circuit alinman sa isang papel o sa paggamit ng software tulad ng PSpice o Proteus.
Hakbang 2 : Ang pangalawang hakbang ay nagsasangkot ng simulation ng circuit at pagmomodelo gamit ang CAD (Computer-Aided Design). Ginagamit ang CAD upang idisenyo ang photolithographic mask na binubuo ng plate ng salamin na pinahiran ng pattern ng chromium.
Hakbang 3 : Ang pangatlong hakbang ay nagsasangkot ng photolithography. Sa hakbang na ito, ang isang manipis na pelikula ng materyal na pagkakabukod tulad ng Silicon Dioxide ay pinahiran sa ibabaw ng silicon substrate, at higit dito, isang organikong layer, sensitibo sa mga ultraviolet ray ang idineposito gamit ang diskarteng patong ng patong. Pagkatapos ay ang photolithographic mask ay inilalagay na nakikipag-ugnay sa organikong layer. Ang buong manipis na tinapay ay pagkatapos ay napailalim sa UV radiation, pinapayagan ang pattern mask na ilipat sa organikong layer. Ang radiation alinman ay nagpapalakas sa photoresistor na nagpapahina nito. Ang walang takip na oksido sa nakalantad na photoresist ay inalis gamit ang Hydrochloric acid. Ang natitirang photoresist ay tinanggal gamit ang mainit na Sulphuric acid at ang resulta ay isang pattern ng oksido sa substrate, na ginagamit bilang isang maskara.
Hakbang 4 : Ang pang-apat na hakbang ay nagsasangkot ng pagtanggal ng hindi nagamit na silikon o pag-ukit. Ito ay nagsasangkot ng pagtanggal ng isang maramihang mga substrate alinman sa paggamit ng wet ukit o dry ukit. Sa wet ukit, ang substrate ay nahuhulog sa isang likidong solusyon ng isang kemikal na etchant, na nakaukit o tinatanggal ang nakalantad na substrate alinman sa lahat ng direksyon (isotropic etchant) o isang partikular na direksyon (anisotropic etchant). Ang mga sikat na ginamit na etchant ay ang HNA (Hydrofluoric acid, Nitric acid, at Acetic acid) at KOH (Potassium Hydroxide).
Hakbang 5 : Ang ikalimang hakbang ay nagsasangkot ng pagsali sa dalawa o higit pang mga manipis na tinapay upang makabuo ng isang multi-layered wafer o isang 3 D na istraktura. Maaari itong gawin gamit ang fusion bonding na nagsasangkot ng direktang pagbubuklod sa pagitan ng mga layer o paggamit ng anodic bonding.
Hakbang 6 : Ang 6^ikaAng hakbang ay nagsasangkot ng pag-iipon at pagsasama ng aparato ng MEMs sa solong chip ng silikon.
Hakbang 7 : Ang 7^ikaAng hakbang ay nagsasangkot ng balot ng buong pagpupulong upang matiyak ang proteksyon mula sa panlabas na kapaligiran, tamang koneksyon sa kapaligiran, minimum na pagkagambala ng elektrisidad. Karaniwang ginagamit na mga pakete ay metal can package at ceramic window package. Ang mga chips ay pinagbuklod sa ibabaw alinman sa paggamit ng isang diskarteng nagbubuklod ng kawad o gumagamit ng teknolohiyang flip-chip kung saan ang mga chips ay pinagbuklod sa ibabaw gamit ang isang malagkit na materyal na natutunaw sa pag-init, na bumubuo ng mga koneksyon sa kuryente sa pagitan ng maliit na tilad at ng substrate.

MEMs Fabrication gamit ang Surface Micromachining

Paggawa ng Cantilever Structure gamit ang Surface Micromachining

Ang unang hakbang nagsasangkot ng pagdeposito ng pansamantalang layer (isang layer ng oksido o isang layer ng nitride) sa substrate ng silikon gamit ang isang mababang-presyon na pamamaraan ng paglalagay ng singaw ng kemikal. Ang layer na ito ay ang sakripisyong layer at nagbibigay ng pagkakahiwalay ng elektrisidad.
Ang pangalawang hakbang nagsasangkot ng pagtitiwalag ng layer ng spacer na kung saan ay maaaring maging isang phosphosilicate na baso, ginamit upang magbigay ng isang istrukturang base.
Ang pangatlong hakbang nagsasangkot kasunod na pag-ukit ng layer gamit ang dry technique ng pag-ukit. Ang pamamaraan ng dry etching ay maaaring maging reaktibo ng ion ukit kung saan ang ibabaw na nakaukit ay napapailalim sa mga bumibilis na ions ng gas o singaw na yugto ng pag-ukit.
Ang pang-apat na hakbang nagsasangkot ng paglalagay ng kemikal ng posporus-doped polysilicon upang mabuo ang layer ng istruktura.
Ang ikalimang hakbang nagsasangkot ng dry ukit o pag-aalis ng layer ng istruktura upang ibunyag ang mga kalakip na layer.
Ang ika-6 na hakbang nagsasangkot ng pagtanggal ng layer ng oksido at ang layer ng spacer upang mabuo ang kinakailangang istraktura.
Ang natitirang mga hakbang ay pareho sa diskarteng maramihang micromachining.

Pagmamanupaktura ng MEMs gamit ang LIGA Technique.

Ito ay isang pamamaraan ng katha na nagsasangkot ng lithography, electroplating, at paghulma sa isang solong substrate.

Proseso ng LIGA

1^sthakbang nagsasangkot ng pagdeposito ng isang layer ng Titanium o tanso o Aluminium sa substrate upang mabuo ang isang pattern.
dalawa^ndhakbang nagsasangkot ng pagtitiwalag ng isang manipis na layer ng Nickel na nagsisilbing base ng kalupkop.
3^rdhakbang nagsasangkot ng pagdaragdag ng isang X-ray sensitibong materyal tulad ng PMMA (polymethyl metha acrylate).
4^ikahakbang nagsasangkot ng pag-align ng isang maskara sa ibabaw at paglantad ng PMMA sa x-ray radiation. Ang nakalantad na lugar ng PMMA ay tinanggal at ang natitirang sakop ng maskara ay naiwan.
5^ikahakbang nagsasangkot ng paglalagay ng istrakturang nakabatay sa PMMA sa isang electroplating bath kung saan ang Nickel ay nakadikit sa tinanggal na mga lugar ng PMMA.
6^ikahakbang nagsasangkot ng pagtanggal ng natitirang layer ng PMMA at ang layer ng kalupkop, upang ipakita ang kinakailangang istraktura.

Mga kalamangan ng teknolohiya ng MEMs

“paano gumagana ang isang frequency drive ”

Nagbibigay ito ng isang mahusay na solusyon sa pangangailangan para sa miniaturization nang walang anumang kompromiso sa pagpapaandar o pagganap.
Ang gastos at oras ng pagmamanupaktura ay nabawasan.
Ang mga aparato na gawa sa MEM ay mas mabilis, maaasahan at mas mura
Ang mga aparato ay maaaring madaling isama sa mga system.

Tatlong Praktikal na Mga Halimbawa ng mga aparato na gawa-gawa ng MEM

Automobile Airbag Sensor : Ang application ng payunir na mga aparato na gawa sa MEM ay ang sensor ng airbag ng sasakyan na binubuo ng isang accelerometer (upang sukatin ang bilis o pagpabilis ng kotse) at ang control electronics yunit na gawa-gawa sa isang solong maliit na tilad na maaaring mai-embed sa airbag at naaayon sa pagkontrol sa implasyon ng airbag.

Aparato na BioMEMs : Ang isang gawa-gawa na aparato ng MEM ay binubuo ng mga ngipin tulad ng istraktura na binuo ng Sandia National Laboratories na may probisyon na bitag ang isang pulang selula ng dugo, isuksok ito ng DNA, mga protina, o gamot at pagkatapos ay ilabas ito muli.

Inkjet Printer Header: Ang isang aparato ng MEM ay gawa-gawa ng HP na binubuo ng isang hanay ng mga resistors na maaaring fired gamit ang microprocessor control at habang dumadaan ang tinta sa pinainit na resistors, napapaso ito sa mga bula at ang mga bula na ito ay pinilit na palabas ng aparato sa pamamagitan ng nozel, papunta sa papel at agad na patatagin.

Kaya't nagbigay ako ng isang pangunahing ideya tungkol sa mga diskarte sa paggawa ng MEMs. Ito ay medyo kumplikado kaysa sa lilitaw. Kahit na maraming iba pang mga diskarte. kung mayroon kang anumang mga query sa paksang ito o ang elektrikal at mga elektronikong proyekto Kilalanin ang tungkol sa mga ito at idagdag ang iyong kaalaman dito.

Pagkikilala sa kumuha ng larawan: