Mikrosystemy Wprowadzenie. Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt.

Transkrypt

1 Mikrosystemy Wprowadzenie Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt. Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany rozwój Politechniki Łódzkiej - zarządzanie Uczelnią, nowoczesna oferta edukacyjna i wzmacniania zdolności do zatrudniania osób niepełnosprawnych Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, Łódź, tel. (042)

2 2 Zakres przedmiotu Wykład Ogólny opis mikromaszyn i mikrosystemów Podstawowe elementy składowe mikrosystemów mikroczujniki układy przetwarzania i przesyłania danych Mikropompy i mikrosilniki Laboratorium Modelowanie metodą elementów skończonych podstawowych części mikrosensorów

3 3 Podstawowe definicje (1/3) Mikrosystemy są to układy zawierające różnego rodzaju czujniki wielkości nieelektrycznych, wykonane w technologiach mikroelektronicznych, zintegrowanych na jednym podłożu krzemowym (ang. on chip) ze standardowymi układami elektronicznymi. Nanosystemy są to układy podobne do mikrosystemów tylko wykonane w technologiach nanometrowych.

4 4 Podstawowe definicje (2/3) Mikromaszyny są to układy zbudowane między innymi z tłoków, kół zębatych, itp., wykonane w krzemie w technologiach mikroelektronicznych. Mikrosystemy są ogólnie znane pod angielską nazwą jako układy MEMS czyli Micro-Electro-Mechanical Systems.

5 5 Podstawowe definicje (3/3) Czujnikiem (ang. sensor) nazywamy urządzenie umożliwiające konwersję pewnej określonej wielkości fizycznej na wielkość elektryczną. Dzięki temu możliwy jest pośredni pomiar tej wielkości. Aktuatorem (ang. actuator) nazywamy urządzenie, które umożliwia wykonanie pewnej pracy poprzez przetworzenie sygnału sterującego w postaci wielkości elektrycznej na sygnał innego typu.

6 6 Technologie mikromaszynowe (1/2) Błyskawiczny rozwój technologii mikromaszynowych został zapoczątkowany możliwością wytrawiania wnęk (ang. cavity) w krzemie dzięki czemu możliwe było zbudowanie czujników opartych na mostach, wysięgnikach oraz membranach krzemowych.

7 7 Technologie mikromaszynowe (2/2) Obecnie rozróżniamy dwie podstawowe technologie mikromaszynowe: podłożowa (ang. bulk micromachining) powierzchniowa (ang. surface micromachining) Technologia podłożowa Pozwala na wytwarzanie mikromechanicznych urządzeń poprzez głębokie trawienie w waflu krzemowym Technologia powierzchniowa Pozwala na nakładanie oraz trawienie różnych warstw na powierzchni wafla krzemowego

8 8 Podstawowe elementy składowe mikrosystemów Scalone czujniki wielkości nieelektrycznych sygnałów chemicznych pola magnetycznego termiczne mechaniczne optyczne Aktuatory mikrosilniki mikropompy Układy kondycjonowania sygnałów Układy sterujące i przetwarzające dane Układy transmisji danych

9 9 Materiały źródłowe Dziuban J.A.: Technologia i zastosowanie mikromechanicznych struktur krzemowych i krzemowoszklanych w technice mikrosystemów, Wydawnictwa Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002 Gad-el-Hak M.: The MEMS Handbook, CRC Press, USA 2002 Gardner J.W., Varadan V., Awadelkarim, O.O.: "Microsensors, MEMS and Smart Devices", Wiley, Chichester 2001 Maluf N.: "An Introduction to Micromechanical Systems Engineering", Artech House, Boston 2000 Napieralski A., Daniel M., Szermer M., Ślusarczyk K.: "Mikromaszyny i czujniki półprzewodnikowe", Wyd. PŁ, Lodart, Łódź 2001 Napieralski A.: "Mikrosystemy zintegrowane w technologiach krzemowych", Elektronika Nr 4, 2001, pp Sze S.M.: Semiconductor Devices Physics and Technology, Second Edition, Wiley, USA

10 Mikrosystemy Wprowadzenie Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt. Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany rozwój Politechniki Łódzkiej - zarządzanie Uczelnią, nowoczesna oferta edukacyjna i wzmacniania zdolności do zatrudniania osób niepełnosprawnych Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, Łódź, tel. (042)