MicroElectroMechanical Systems (MEMS)

درس تئوری تکنولوژی ساختاستاد: دکتر محمد نژاد

ارائه: فرهادباقراسکویی93اردیبهشت

93/2/6 26 از 2

فهرست

مقدمه فرآینده هایMEMSمیکروماشین کاری حجمیمیکروماشین کاری سطحی( پروسه لیگاLIGA)ویفرباندینگجمع بندی

MEMS

MEMS 93/2/6 26 از 3

مقدمه- سیستم های الکترومکانیکی میکرو یا نانو

در دهه اخیر فناوری ساخت ابزار دقیق در ابعاد بسیارریز 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 سیگنالتبدیل، پردازش، ارسال فرمان و ...

MEMS 93/2/6 26 از 4

مقدمه- کاربرد

: ابزارهایی چون فشارسنج، شتاب سنج، ژیروسکوپ، نیروسنج و

... و RF سوندمتر، ادوات: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 باال

MEMS 93/2/6 26 از 5

مقدمه- کاربرد

MEMS 93/2/6 26 از 6

مقدمه- کاربرد

MEMS 93/2/6 26 از 7

MEMSمقدمه- یک آینه متحرک

MEMS 93/2/6 26 از 8

مقدمه- موتورهای دنده شانه ای MEMS

MEMS 93/2/6 26 از 9

MEMSمقدمه- آینه های

جند آینهMEMS که بوسیله فنرهای میکرویی به یکدیگر متصل شده اند

MEMS از 1026

93/2/6

مقدمه- اتصال به بستر

MEMS از 1126

93/2/6

MEMSمقدمه- آینه

مجموعه موتورهای محرک یک آینه منعکس کنندهMEMSنوری در مقیاس

MEMS از 1226

93/2/6

مقدمه- چرخ دنده یک طرفه MEMS

MEMS از 1326

93/2/6

MEMS فرآیندهای

در لیت]وگرافی ب]رای موج]ود ه]ای روش MEMSتم]امی قابل استفاده است:

PL, EBL, IBL, X-Ray, … یک س]ری تف]اوت ه]ا و روش ه]ای تکمیلی خ]اصMEMS

وجود دارد. به قطع]اتMEMS تولی]د ش]ده میکروماش]ین ک]اری ش]ده

نیز گفته می شود.

روش های میکروماشین کاری

میکروماشین کاری حجمی

)بالک(

میکروماشین کاری سطحی

میکروماشین کاری لیگا

(LIGA)

MEMS از 1426

93/2/6

میکروماشینکاری حجمی )بالک(

-ت]ک زیرالی]ه حک]اکی بوس]یله قطع]ه روش این در کریستالی انجام می شود

الی]ه ه]ا ب]ر روی زیرالی]ه حجمی الگ]و گ]ذاری میش]وند ت]ا( تب]دیل و ایزوالس]یون را TRANSDUCEعملکرده]ای )

انجام دهند. لیت]وگرافی روی ک]ل چیپ و ویف]ر انج]ام می ش]ود. )در

روش های مرسوم روی سطح انجام می شد( ش]تاب سنس]ورهای و غش]ا فشارس]نج، ط]راحی برای

پیزورزیستیوایجاد دیافراگم

MEMS از 1526

93/2/6

روش های معمول حکاکی مانند استفاده ازKOH

میکروماشینکاری حجمی )بالک(

MEMS از 1626

93/2/6

(میکروماشینکاری حجمی )بالک

)100( Silicon Wafer P+ Si

Photo Resist

SiNx

UV Light

MEMS از 1726

93/2/6

(میکروماشینکاری حجمی )بالک

زدایش از ماس]]ک، ایج]]اد و لیت]]وگرافی از پس 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 ( 110( سیلیکان )aاختالف سرعت حکاکی در جهات مختلف )

(b( سیلیکان )100)

MEMS از 1826

93/2/6

میکروماشینکاری سطحی (Surface)

:می توان اجزای لغزنده و متحرک داشت ... روتور، بازو، چرخدنده روی سطح و

ابعاد میکروماشین کاری سطحی میکرومتر

MEMS از 1926

93/2/6

(Surfaceمیکروماشینکاری سطحی )

Substrate )Silicon Wafer(

Sacrificial Layer )SiO2(

Photo Resist

MaskMask

UV Light

Photo Resist

Photo Resist

Sacrificial LayerSacrificial Layer

MEMS از 2026

93/2/6

میکروماشینکاری سطحی (Surface)

Photograph of a Micro Motor.

MEMS از 2126

93/2/6

(Surfaceمیکروماشینکاری سطحی )

MEMS از 2226

93/2/6

(LIGAمیکروماشینکاری لیگا )

:مخفف آلمانی واژهمتشکل از سه فرآیند:

لیتوگرافی

فلزکاری ی]]]]]ا )الکتروفرمین]]]]]گ

الکتروپلیتینگ(

قالب گیری

MEMS از 2326

93/2/6

(LIGAمیکروماشینکاری لیگا )

یک الیه با ضخامت زیاد µm500-300 لیتوگرافی X-Ray Extended

MEMS از 2426

93/2/6

(LIGAمیکروماشینکاری لیگا )

فلز نشانی روی نمونه از رزیست( ب]ذر عن]وان ب]ه ه]ادی الکتروپلیتین]گ seedالی]ه در )

استفاده می شود..سپس تمام رزیست حذف می گردد

حذف قسمت های اضافی به روش CMP )Chemical

Mechanical Polishing)

MEMS از 2526

93/2/6

(LIGAمیکروماشینکاری لیگا )

قالب گیری ق]الب س]اخت ب]رای ش]ده س]اخته قطع]ه از ت]وان می

تولی]د ب]رای جدی]د ق]الب از و ک]رد اس]تفاده پالس]تیکی قطعات بیشتر بهره جست

ابزارهای پیچیده باsharpness باال وaspect ratio .باال ساخت

MEMS از 2626

93/2/6

Wafer Bonding

در فشارسنج ها محفظه بسته ای وجود دارد 1.که گاز داخل آن است و فشار گاز روی

دیافراگم اثر می گذارد.در میکروفون خازنی یک بک پلیت وجود دارد.2.

در هردوی این موارد نیاز به چسباندن دو ویفر داریم )باندینگ ویفر(

باندینگ MEMSیکی دیگر از فرآیندهای مربوط به ویفر است

MEMS از 2726

93/2/6

Wafer Bonding

OHSiOSiSiOHHOSi 2

روش هایWafer Bonding:Adhesive Bonding

Silicon fusion Bonding

Anodic Bonding

ساده ترین روش باندینگاستفاده از الیه های چسبنده ای از

قبیل اپوکسی

MEMS از 2826

93/2/6

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 از 2926

با تشکر از 93/2/6توجه شما