MEMS

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
קרדית אבק הבית בגודל מאות מיקרונים בתוך התקן MEMS

MEMS, מערכת מיקרו אלקטרו מכנית ( Micro Electro Mechanical System ) היא משפחה של טכנולוגיות, חומרים ומעגלים משולבים ברמות מיקרו וננו ( NEMS - Nano Electro Mechanical System ) המכילות רכיבים ומערכות אלקטרוניות, מכניות, אופטיות (MOEMS - Micro Optical Electro Mechanical System) ביולוגיות, ( BioMEMS - Biological Micro Electro Mechanical System ) ופיזיקליות אחרות, כולם ממוזערות המאפשרות מגוון רחב מאוד של יישומים מתקדמים וחדשנים. הפוטנציאל של מכונות ממוזערות הובן הרבה לפני פיתוח הטכנולוגיה ובאה לביטוי בהרצאתו המפורסמת של פרופ' ריצ'רד פיינמן ב - 1959 "יש שפע מקום בתחתית" ( There's Plenty of Room at the Bottom ). הטכנולוגיה הפכה למעשית כאשר אומצו טכנולוגיות ייצור מתחום המעגלים המשולבים בהם ריבוץ, אילוח, חימצון,molding , plating וטכנולוגיות מזעור ושילוב נוספות.

זיז בהתקן MEMS בתהודה

חומרי MEMS[עריכת קוד מקור | עריכה]

טכנולוגיית MEMS מנצלת מספר רב של חומרים וטכניקות ייצור שונות כאשר כל שיטה תלויה בסוג ההתקן וסקטור השוק שאליו המוצר מופנה.

צורן (סיליקון)[עריכת קוד מקור | עריכה]

צורן הוא חומר הנפוץ ביותר בתעשיית המיקרואלקטרוניקה ובייצור מעגלים משולבים לצריכה המונית בעולם המודרני. יכולת המיזעור, זמינות של חומרי ייצור אכותיים וזולים, והיכולת לשלב טכנולוגיות רבות על מצע יחיד הופכים את הצורן לחומר אטרקטיבי למגוון רחב של יישומי MEMS. לצורן יתרונות רבים בגלל תכונות החומר. לצורן הבנוי מגביש יחיד ישנן תכונות מכניות של גמישות, לפי חוק הוק וכמעט שאין לו היסטרזיס ולכן גם הוא אינו מפזר חום ובעל אמינות גבוהה מבחינת עייפות החומר לפעולה של מיליארד או טריליון מחזורים ללא שבירה. הדרך הנפוצה ביותר ליצירת התקני MEMS על ידי שימוש בצורן היא על ידי דפוזיציה של שכבות חומר כאשר התבניות לייצור השכבות נעשות באמצעות פוטוליתוגרפיה ואחר כך איכול (Etching, תצריב) ליצירת הרכיבים הרצויים.

פולימרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

פולימרים ניתנים לייצור בכמויות גדולות עם מגוון רחב של תכונות חומר להבדיל מצורן גבישי שהוא יחסית מסובך ויקר. התקני MEMS המיוצרים על ידי שימוש בפולימרים משתמשים עיצוב בהזרקה (Injection molding), הבלטה (Embossing) או סטריאוליתוגרפיה (Stereolithography) אשר מתאימים במיוחד לייצור מיקרופלואידיקה (Microfluidics).

מתכות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מתכות משמשות ליצירת אלמנטים רבים ב MEMS. למרות שלמתכות אין את היתרונות מבחינת התכונות המכניות שיש לצורן, כאשר נעשה שימוש בהם תוך התחשבות במגבלותיהם, מתכות יכולות להיות אמינות מאוד. מתכות שימושיות הן זהב, ניקל, אלומיניום, כרום, טיטניום, טונגסטן, פלטינה ו כסף.

יישומים[עריכת קוד מקור | עריכה]

תהליכי ייצור ב MEMS[עריכת קוד מקור | עריכה]

ריבוץ (דפוזיציה)[עריכת קוד מקור | עריכה]

אחד מאבני הבניין הבסיסיים בתהליכי הייצור ב MEMS היא היכולת לרבץ שכבות דקות של חומר עם עובי בין כמה ננומטרים ספורים ועד ל 100 מיקרומטר. שיטת הריבוץ הנפוצות הן: אלקטרושיטוח (Electroplating), ריבוץ מותז (Sputter deposition), ריבוץ אדים פיזיקלי (Physical vapor deposition), ו ריבוץ אדים כימי (Chemical vapor deposition).

פוטוליתוגרפיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – פוטוליתוגרפיה

RF MEMS[עריכת קוד מקור | עריכה]

NEMS[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – NEMS

MOEMS[עריכת קוד מקור | עריכה]

התקן MOEMS

התקני MOEMS כוללים בתוכם גם רכיבים אופטיים ופוטוניים כמו סיבים אופטיים, לייזרים, מראות לניתוב אור ליישומי מיתוג אופטי בתקשורת אופטית, מצלמות וגלאים אופטיים כדוגמת כמוסה המכילה מצלמה ומערכת שידור המאבחנת מחלות במעיים של חברת גיוון אימג'ינג.

BioMEMS[עריכת קוד מקור | עריכה]

גירוסקופ מבוסס MEMS

מערכות MEMS ביולוגיות כוללות בתוכן מרכיבים המסוגלים לטפל, לנטר רקמות ביולוגיות, לעורר ניורונים, מיקרו ביו-חיישנים ( BioSensor) ביולוגיים המסוגלים לזהות מולקולה ביולוגית מסוימת ולמדוד ריכוז של חומר מסוים במערכת ביולוגית כגון התקן תת-עורי מבוסס MEMS לגילוי רמות הסוכר בדם אצל חולי סוכרת.

מחקר ופיתוח[עריכת קוד מקור | עריכה]

מבנה התעשייה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Maluf N. An introduction to microelectromechanical system (MEMS) engineering Artech House, 2000

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]