علمها

ADS
نویسنده : م باقری 1390/11/20, 10:40 ق.ظ
فناوری MEMS چیست؟

این ساختار مکانیکی بسیار کوچک در ابعاد میکرون بر پایه تکنولوژی تراشه‌های الکترونیکی استوار است.

تصویر : فناوری MEMS چیست؟

 MEMS، ریزفناوری‌ها یا سیستم‌های میکرو‌الکترومکانیکی در واقع تلفیقی از اجزای مکانیکی، حس‌گر‌ها، بازوهای مکانیکی و اجرای الکترونیکی هستند که بر روی لایه‌‌ای از ماده استراتژیک سیلیکون قرار دارند.

لطفاً برای شناخت بهتر فناوری MEMS  بر روی ادامه مطلب کلیک کنید


فناوری MEMS چیست؟

امروز در کشورهای پیشرفته جهان توسعه تلفیقی سیستم‌های 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 سیستم‌های میکروالکترومکانیکی در صنایع مختلف و اثرگذار جهان از جمله صنایع خودروسازی، موشکی، تراشه‌ها و نظامی کاربرد بسیار زیادی دارند.

امروزه لزوم توسعه این فناوری باعث شده است تا بسیاری از کشورهای جهان برای توسعه این فناوری و تولید محصول اقداماتی انجام و در این راستا سرمایه‌گذاری‌هایی صورت دهند.

کشورهای 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 آمارهای 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 این‌که نکته قابل تأمل 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 مسأله که بشر دریافته است باید نیازهای خود را بدون ایجاد آلودگی و اشغال فضای بیهوده توأم با سرعت بیشتر برطرف کند.

بر اساس این گزارش کشورهایی که وارد مرحله تولید و تجاری‌سازی کالاهایی بر پایه این فناوری شده‌اند بسیار محدود هستند که آمریکا، آلمان، ژاپن، کره جنوبی و تایوان از جمله این کشورها هستند اما نکته مهم ورود و سرمایه‌گذاری کشورهایی مانند چین، هند، ترکیه و روسیه به این زمینه گسترده فناوری‌ است.

هند با همکاری وزارت علوم این کشور طی سه سال گذشته 15 میلیون دلار در زمینه آموزش نیروی انسانی خود هزینه کرده است در حالی‌که ترکیه تنها با همکاری اساتید معتبر از سایر نقاط دنیا در زمینه آموزش افراد فعال در این شاخه علمی فعالیت می‌کند. 

تصویر : آشنایی با فناوری MEMS

به طور کلی مطالعه و ارزیابی عملکرد برای توسعه تولید و تجاری‌سازی محصولات بر پایه ریزفناورانه می‌تواند الگویی مفیدی برای شکل‌دهی 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 این‌که برطرف کردن نیازهای اصلی صنعتی کشور در گرو توسعه این فناوری است.
در پایان خاطرنشان می‌شود با توجه به پیشرفت‌های کنونی بعضی کشورها در این زمینه و احساس نیاز فعلی به این فناوری که کمک شایانی به بخش‌های مختلف کشور از جمله صنعت نفت، نظامی، خودرو سازی و ریزپردازنده‌ها خواهد کرد و با توجه به میزان تجارت پرسود این محصولات توجه مسئولان کشور در وزارت‌خانه‌های علوم، صنعت و نفت را جهت آموزش نیروی انسانی را طلب می‌کند.

در حالی كه قطعات الكترونیكی با استفاده از روال ساخت مدار مجتمع (IC) ساخته می‌شوند (همانند فرآیندهای CMOS ، Bipolar و یا BICMOS)، عناصر میكروماشینها از طریق فرآیندهای ماشین كاری میكرونی ( Micromachining ) تولید می‌شوند به این ترتیب كه بر حسب مورد، قسمتهایی از ویفر (Waf ER برداشته‌شده یا لایه‌های جدیدی به آن اضافه می‌شود.MEMS با تلفیق میكروالكترونیك سیلیكونی با فناوری ماشین كاری میكرونی، نوید تحول را در تقریبا" هرنوع محصولی می‌دهد تا به این ترتیب به "نظام روی یك تراشه" جامة عمل بپوشاند. MEMS فناوری واقعاً توانایی است كه با درك و كنترل قابلیتهای "میكروسنسورها" و "میكرو محركها" و به همراه آوردن توانایی محاسبات دستگاههای میكروالكترونیكی, موجب پیشرفت در تولیدات هوشمند می‌شود. MEMS  همچنین فناوری بسیار گسترده و مستعدی است، چه در كاربرد و چه در نحوة ساخت و طراحی ابزارها.

فناوری MEMS امكان تلفیق میكروالكترونیك را با درك فعال و اعمال كنترلی  فراهم كرده, فضای طراحی و كاربرد را بسط می‌دهد.

مدارهای پیوستة میكروالكترونیكی (IC) می‌توانند بعنوان مغز متفكر سیستمها باشند و MEMS با اضافه‌كردن "چشم" و "بازو" ، این قدرت تفكر را توسعه می‌‌دهد تا این میكروسیستمها بتوانند محیط اطرافشان را حس كرده و كنترل نمایند.  این حسگرها در ساده‌ترین حالت خود با كمك اندازه‌گیری پدیده‌های مكانیكی، گرمایی، زیستی، شیمیایی، نوری و مغناطیسی، اطلاعات را از محیط جمع‌آوری می‌كنند. پس از اخذ اطلاعات از حس‌كننده‌ها, دستگاههای الكترومكانیكی به كمك قدرت تصمیم‌گیری خود، محركها را به پاسخ‌‌هایی چون : حركت، جابجایی، تنظیم‌كردن، پمپ‌كردن و فیلتركردن وادار كرده, محیط را به سمت نتایج موردنظر هدایت می‌كنند. از آنجا كه دستگاههای MEMS همانند ICها با تكنیكهای ساخت ناپیوسته  ساخته می‌شوند، می‌توان ‌سطح بسیار بالایی از كاركرد، اطمینان و پیچیدگی را  با هزینه اندك بر روی تراشة كوچك سیلیكونی  شكل داد. فناوری MEMS توانایی كشفیات جدیدی را در علوم و مهندسی دارد، مثل:

  •  میكروسیستمهای واكنشهای زنجیره‌ا‌ی پلیمراز (PCR) برای تقویت و شناسایی DNA 
  • میكروسكپهای تونل‌زنی پیمایشگر (STM) كه با فرآیندهای ماشینكاری میكرونی ساخته شده‌اند
  • تراشه‌های زیستی  شناساگر عوامل خطرناك شیمیایی و بیولوژیكی
  •  فناوری جهشی میكروسیستمها جهت غربال‌ و انتخاب سریع دارو

تصویر : آشنایی با فناوری MEMS

ابزارهای MEMS در بازارهای مختلف صنعتی, تعیین‌كنندة كیفیت محصولات شده و پیش‌بینی می‌شود كه این فناوری سالانه 50% رشد داشته ‌باشد.

اگرچه وسایل MEMS خیلی كوچك اند (مثلا" MEMS دارای موتورهای الكتریكی كوچكتر از قطر موی انسان است) ولی اهمیت فناوری MEMS فقط به اندازة آنها مربوط نمی‌شود. علاوه بر این، MEMS فقط به پایه سیلیكونی محدود نمی‌شود، هرچند سیلیكون به دلیل داشتن خواص عالی  به یك انتخاب جالب توجه برای مصارف مكانیكی با كیفیت بالا تبدیل شده است. (مثلا" نسبت استحكام به وزن برای سیلیكون از خیلی از مواد مهندسی دیگر بالاتر است، كه  ساخت وسایل مكانیكی با  پهنای باند وسیع (band width) را ممكن می‌سازد). در عوض، MEMS  فناوری تولیدی است كه راه جدیدی برای ایجاد سیستمهای الكترومكانیكی ارائه می‌دهد با تكنیكهای تولید ناپیوسته ارائه می‌دهد، مانند روش تولید مدارهای مجتمع كه باعث تولید عناصر الكترومكانیكی در كنار قطعات الكترونیكی می‌شود.

این فناوری تولید جدید, مزایای متعددی دارد: اول اینكه MEMS  فناوری گسترده‌ای  است كه بالفعل می‌تواند تأثیر مهمی بر  انواع تولیدات تجاری و نظامی بگذارد. هم‌اكنون MEMS در هر چیزی, از نمایش فشار خون گرفته تا سیستمهای تعلیق فعال خودروها active suspension ) systems  ) مورد استفاده قرار می‌گیرد. لذا ماهیت فناوری  MEMS و كاربردهای متعددش، آن را از فناوریهای مرسوم حتی مدارهای مجتمع و ریزتراشه‌ها فراگیر تر نموده است.

دوم اینكه MEMS فاصلة بین سیستم‌های  مكانیكی پیچیده و مدارهای مجتمع الكترونیكی را پر می‌كند. حس‌كننده‌ها و محركها عموماً گران قیمت‌اند، به علاوه سیستم "الكترونیكی، محركها و حس‌كننده‌ها" در ابعاد بزرگ قابل اعتماد نیستند. فناوری MEMS امكان ساخت سیستمهای میكروالكترومكانیكی را با استفاده از تكنیكهای ساخت ناپیوسته  فراهم كرده موجب برابری قیمت و اعتبار حس‌كننده‌ها و محركها با مدارهای مجتمع می‌شود. جالب اینكه، انتظار می‌رود كارآیی دستگاهها و ابزارهای MEMS بالاتر از عناصر و سیستمهای مقیاس ماكرو و قیمت آن خیلی پایین‌تر از آنها باشد.

تصویر : فناوری MEMS چیست؟

به عنوان یك نمونة جدید از فواید فناوری MEMS می‌توان به شتاب‌سنجهای MEMS  اشاره كرد، كه به سرعت جایگزین سرعت‌سنجهای مربوط به سیستمهای كیسة هوا در اتومبیل می‌شود. در روش مرسوم از چندین شتاب‌سنج حجیم شامل اجزای مختلف در جلوی خودرو استفاده می‌‌شود كه قطعات الكترونیكی سیستم در نزدیكی كیسة هوا قرار دارند و قیمت مجموعه بالغ بر 50 دلار است.

تصویر : فناوری ام ای ام اس

MEMS این امكان را فراهم كرده تا شتاب‌سنج و وسایل الكترونیكی با هزینه‌ای كمتر از 5 تا 10 دلار در یك ریزتراشة سیلیكونی تلفیق شوند. شتاب‌سنج MEMS خیلی كوچكتر، كارآمدتر، سبكتر و قابل اعتمادتر بوده و قیمتی بسیار كمتر از شتاب‌سنجهای مرسوم دارد. لذا انتظار می‌رود  ظرف چند سال آینده این شتاب‌سنجها جایگزین دستگاههای مشابه در كلیه خودروهای خارجی و داخلی گردند. بهای اندك عناصر شتاب‌سنج MEMS ، اجازة ساخت كیسة هوا برای حفاظت مسافرین در مقابل ضربات كناری را می‌دهد. ادامة پیشرفت در فناوری شتاب‌سنج MEMS در 5 سال آینده، امكان می‌دهد تا حس‌كننده‌ها, اندازه و وزن یك مسافر را تعیین كرده پاسخ بهینه را محاسبه كنند تا صدمات احتمالی ناشی از كیسه هوا كاهش یابد.

http://elecroom.mihanblog.com
منابع : خبر گزاری فارس
 ستاد ویژه توسعه فناوری نانو www.nano.ir
 

دسته بندی : مرتبط با الکترونیک ,
برچسب ها : فناوری MEMS چیست , آشنایی با فناوری MEMS , تکنولوژی MEMS , تکنولوژی تراشه‌های الکترونیکی , ساختار مکانیکی بسیار کوچک , میکروالکترومکانیکی , Micromachining , میكروالكترونیك , میكروسنسورها , میكرو محركها , میكروسیستمها , واكنشهای زنجیره‌ا‌ی پلیمر , میكروسكپهای تونل‌زنی پیمایشگر (STM) , میكروسكپهای تونل‌زنی , تراشه‌های زیستی , وسایل الكترونیكی , فناوری ام ای ام اس ,



موضوعات
» تصویر روز (5)
» نرم افزار آی اُ اس (ios App) (1)
» نرم افزار اندروید (Android App) (1)
» نرم افزار تبلت (Tablet App) (1)
» نرم افزار (Software) (2)
» تجهیزات جانبی (gadjet) (7)
» دوربین (1)
» تبلت و کتابخوان (5)
» لپ تاپ (3)
» سخت افزار (2)
» موبایل (9)
» پزشکی و سلامت (2)
» شناخت فلزات (5)
» هوا فضا (2)
» فیزیک (2)
» شیمی (2)
» سوالات امتحانی (13)
» ماشین های اداری (2)
» مهندسی راه و ساختمان (2)
» صنایع سنگین (1)
» خودروی پاک (6)
» اخبار خودرو (21)
» مفاهیم علم و فناوری (3)
» اینترنت (1)
» مبانی الکترونیک و برق (24)
» تولید انرژی (38)
» مخابرات (17)
» دیجیتال (3)
» قطعات و وسایل الکترونیک (51)
» رباتیک و هوش مصنوعی (26)
» پروژه های الکترونیک (31)
» مرتبط با الکترونیک (5)
» اندازه گیری الکتریکی (7)
» تازه های برق - الکترونیک (17)
» دانلود آموزشی (42)
» دانلود نرم افزار علمی (7)
» دانلود کتاب و جزوه (14)
» دانلودها (11)
» .:: تازه های علم و فناوری ::. (4)
» نوآوری های علمی و فنی (27)
» نانو تکنولوژی (2)
» آموزش مهارت (8)
» حمل و نقل و خودرو (13)
» اخبار علم و فناوری (72)
» اخبار برترین ها (4)
» اهم اخبار (3)
» داستان کوتاه و آموزنده (1)
» عکس متحرک (3)
» عکس علمی (19)
» فیلم علمی - آموزشی (25)
» .:::: تفریح و سرگرمی :::::. (3)
» جوک - طنز - لطیفه (3)
» اس ام اس (2)
» معما و سرگرمی (5)
» عجایب جهان (13)
» تست شخصیت (3)
» فال و طالع بینی (1)

نظرسنجی

شما به کدام نوع از مطالب سایت علاقه دارید؟



نویسندگان

» م باقری (453)

آمار بازدید


کل بازدید ها :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل مطالب :
آخرین بروز رسانی :

درباره ما


آشنایی با علم و صنعت الکترونیک و برق و تازه های فناوری
ایجاد کننده وبلاگ : م باقری



شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات