MicroElectroMechanical Systems (MEMS) درس تئوری تکنولوژی ساخت استاد: دکتر محمد نژاد ارائه: فرهادباقراسکویی اردیبهشت 93

فهرست مقدمه فرآینده های MEMS میکروماشین کاری حجمی میکروماشین کاری سطحی پروسه لیگا (LIGA) ویفرباندینگ جمع بندی MEMS

مقدمه- سیستم های الکترومکانیکی میکرو یا نانو در دهه اخیر فناوری ساخت ابزار دقیق در ابعاد بسیار ریز رشد فزایندهای پیدا کرده و استفاده از حسگرها و عملگرهای میکرو و نانومتری در حوزه های فراوانی گسترش یافته است. Sensing +Controlling + Actuating ترکیبی از خواص الکترونیکی و مکانیکی نیمه هادی (سیلیکان) سنسور به همراه مدارات جانبی برای دریافت سیگنال، تبدیل، پردازش، ارسال فرمان و ... MEMS

مقدمه- کاربرد معایب: ابزارهایی چون : فشارسنج، شتاب سنج، ژیروسکوپ، نیروسنج و سوندمتر، ادوات RF و ... طراحی ها به سمت ابعاد کوچک میرود زیرا: کاهش مصرف توان کاهش قیمت و هزینه افزایش قابلیت اطمینان مقاوم بودن قطعه معایب: عدم توانایی تعمیر قطعه هزینه اولیه راه اندازی بالا MEMS

مقدمه- کاربرد MEMS

مقدمه- کاربرد MEMS

مقدمه- یک آینه متحرک MEMS

مقدمه- موتورهای دنده شانه ای MEMS

مقدمه- آینه های MEMS جند آینه MEMS که بوسیله فنرهای میکرویی به یکدیگر متصل شده اند MEMS

مقدمه- اتصال به بستر MEMS

مقدمه- آینه MEMS مجموعه موتورهای محرک یک آینه منعکس کننده نوری در مقیاس MEMS MEMS

مقدمه- چرخ دنده یک طرفه MEMS

میکروماشین کاری حجمی (بالک) میکروماشین کاری لیگا (LIGA) فرآیندهای MEMS تمامی روش های موجود برای لیتوگرافی در MEMS قابل استفاده است: PL, EBL, IBL, X-Ray, … یک سری تفاوت ها و روش های تکمیلی خاص MEMS وجود دارد. به قطعات MEMS تولید شده میکروماشین کاری شده نیز گفته می شود. روش های میکروماشین کاری میکروماشین کاری حجمی (بالک) میکروماشین کاری سطحی میکروماشین کاری لیگا (LIGA) MEMS

میکروماشینکاری حجمی (بالک) در این روش قطعه بوسیله حکاکی زیرلایه تک-کریستالی انجام می شود لایه ها بر روی زیرلایه حجمی الگو گذاری میشوند تا عملکردهای ایزولاسیون و تبدیل (TRANSDUCE) را انجام دهند. لیتوگرافی روی کل چیپ و ویفر انجام می شود. (در روش های مرسوم روی سطح انجام می شد) برای طراحی فشارسنج، غشا و سنسورهای شتاب پیزورزیستیو ایجاد دیافراگم MEMS

میکروماشینکاری حجمی (بالک) روش های معمول حکاکی مانند استفاده از KOH MEMS

میکروماشینکاری حجمی (بالک) UV Light Photo Resist (100) Silicon Wafer P+ Si SiNx MEMS

میکروماشینکاری حجمی (بالک) پس از لیتوگرافی و ایجاد ماسک، از زدایش ناهمسانگرد استفاده می شود تا انتهای ویفر را حکاکی شود. ابعاد میکروکاشین کاری حجمی در حدود میلیمتر ساختارهای مختلف که در سیلیکان ایجاد می شوند بدلیل اختلاف سرعت حکاکی در جهات مختلف (a) سیلیکان (110) (b) سیلیکان (100) MEMS

میکروماشینکاری سطحی (Surface) می توان اجزای لغزنده و متحرک داشت: روتور، بازو، چرخدنده روی سطح و ... ابعاد میکروماشین کاری سطحی میکرومتر MEMS

میکروماشینکاری سطحی (Surface) UV Light Mask Mask Photo Resist Photo Resist Photo Resist Sacrificial Layer (SiO2) Sacrificial Layer Sacrificial Layer Substrate (Silicon Wafer) MEMS

میکروماشینکاری سطحی (Surface) Photograph of a Micro Motor. MEMS

میکروماشینکاری سطحی (Surface) MEMS

میکروماشینکاری لیگا (LIGA) مخفف آلمانی واژه: متشکل از سه فرآیند: لیتوگرافی فلزکاری (الکتروفرمینگ یا الکتروپلیتینگ) قالب گیری MEMS

میکروماشینکاری لیگا (LIGA) یک لایه با ضخامت زیاد µm500-300 لیتوگرافی X-Ray Extended MEMS

میکروماشینکاری لیگا (LIGA) فلز نشانی روی نمونه از رزیست لایه هادی به عنوان بذر (seed) در الکتروپلیتینگ استفاده می شود. سپس تمام رزیست حذف می گردد. حذف قسمت های اضافی به روش CMP (Chemical Mechanical Polishing) MEMS

میکروماشینکاری لیگا (LIGA) قالب گیری می توان از قطعه ساخته شده برای ساخت قالب پلاستیکی استفاده کرد و از قالب جدید برای تولید قطعات بیشتر بهره جست ابزارهای پیچیده با sharpness بالا و aspect ratio بالا ساخت. MEMS

Wafer Bonding در فشارسنج ها محفظه بسته ای وجود دارد که گاز داخل آن است و فشار گاز روی دیافراگم اثر می گذارد. در میکروفون خازنی یک بک پلیت وجود دارد. در هردوی این موارد نیاز به چسباندن دو ویفر داریم (باندینگ ویفر) یکی دیگر از فرآیندهای مربوط به MEMS باندینگ ویفر است MEMS

Wafer Bonding روش های Wafer Bonding: ساده ترین روش باندینگ Adhesive Bonding Silicon fusion Bonding Anodic Bonding ساده ترین روش باندینگ استفاده از لایه های چسبنده ای از قبیل اپوکسی MEMS

جمع بندی روش های میکروماشین کاری بررسی شد. سایز و ویژگی قطعات قابل ساخت در هر روش تشریح شد. روش های ویفر باندینگ بررسی شد. MEMS

با تشکر از توجه شما MEMS