Pengantar Sistem Mekanik Mikro Elektro MEMS

Sistem mikroelektromekanis (MEMS) adalah perangkat yang memiliki bagian bergerak yang terbuat dari komponen mikroskopis. Sistem ini juga disebut mikromekatronik dan sistem mikro. Pada skala nano, mereka bergabung menjadi sistem nanoelektromekanis atau teknologi nano.
Nanotube adalah proses unit fundamental untuk pembuatan sistem mikro elektro mekanik mems

Para peneliti di University of Illinois telah membuat terobosan besar dalam sistem mikroelektromekanis, dan penemuan ini memiliki berbagai macam aplikasi. Nanotube adalah unit proses mendasar dalam pembuatan sistem mikro elektro mekanik, dan hasil kerja mereka berimplikasi pada desain berbagai jenis mems yang baru. Mereka telah menunjukkan bahwa tabung nano dapat dipola menggunakan dua elektroda emas, dan dapat dipola menggunakan litografi berkas elektron dan lepas landas.

Tabung nano dapat diproduksi dengan menggunakan teknik yang berbeda, termasuk elektroforming dan nanomachining. Proses ini juga memungkinkan untuk berbagai aplikasi, mulai dari diagnostik titik perawatan sekali pakai hingga perangkat multi guna untuk analisis darah dan analisis jumlah sel. Proses ini juga digunakan dalam perangkat duplikasi DNA, seperti sistem Polymerase Chain Reaction (PCR) yang mengamplifikasi DNA yang sangat kecil dan menghasilkan duplikasi yang tepat. Aplikasi lain untuk tabung nano termasuk jaringan pengalihan optik dan tampilan definisi tinggi.

Pembuatan tabung nano adalah proses lanjutan yang melibatkan perakitan berbagai bahan fungsional dan kelompok fungsional. Proses ini memungkinkan pembuatan sejumlah besar perangkat nano secara simultan. Proses ini sangat kompleks dan memakan waktu, dengan proses rata-rata memakan waktu sekitar enam bulan untuk fitur lima nanometer.

Silikon adalah bahan yang menarik untuk perangkat MEMS

Silikon adalah bahan yang sangat menarik untuk perangkat MEMS karena sifat mekanik dan listriknya yang tinggi. Selain itu, bahan ini kompatibel dengan sebagian besar teknologi sirkuit terpadu yang diproses secara batch, yang membuatnya menjadi bahan yang ideal untuk berbagai jenis sistem miniatur. Namun, silikon bukannya tanpa kekurangan.

Meskipun SiC lebih mahal daripada silikon, ia memiliki beberapa keunggulan. Sifat listrik dan mekaniknya dapat disesuaikan dengan kebutuhan perangkat MEMS. Namun, SiC belum tersedia secara luas bagi para desainer. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengembangkan teknologi proses yang paling efisien untuk perangkat MEMS SiC.

Keunggulan utama SiC dibandingkan silikon adalah konduktivitas termalnya yang tinggi, medan penguraian yang tinggi, dan kecepatan saturasi yang tinggi. Semua fitur ini membuatnya menjadi bahan yang sangat baik untuk perangkat elektronik di lingkungan yang ekstrem. Selain itu, SiC juga memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi. Yang terakhir ini penting untuk sensor yang harus bekerja dalam kondisi yang keras.

Masalah pengemasan dalam perangkat MEMS

Masalah pengemasan sangat penting untuk keandalan dan kinerja perangkat MEMS. Perangkat ini memiliki ukuran fitur berskala mikron dan rentan terhadap goresan, keausan, dan ketidaksejajaran. Mereka juga rentan terhadap mekanisme kegagalan keandalan seperti guncangan mekanis, pelepasan muatan listrik statis, dan gesekan. Selain itu, kelembapan, getaran, dan komponen mekanis dapat merusak MEMS. Karena alasan ini, pengemasan dan proses perangkat ini harus dipertimbangkan dengan cermat sebelum proyek dimulai.

Mempertimbangkan efek paket di awal proses desain sangat penting untuk perangkat MEMS yang sukses. Jika tidak, pengembang berisiko mengalami siklus desain dan fabrikasi yang mahal. Solusinya adalah menggabungkan efek ini ke dalam model perilaku yang ringkas, yang mengurangi waktu simulasi dan memungkinkan simulasi yang lebih kompleks. Selain itu, ini dapat membantu mencegah jebakan mahal yang terkait dengan pengemasan yang buruk.

Masalah pengemasan juga dapat mempengaruhi kualitas dan hasil perangkat MEMS. Dalam beberapa kasus, perangkat memerlukan kemasan khusus yang dapat melindunginya dari lingkungan yang keras. Akibatnya, teknik sedang dikembangkan untuk menangani dan memproses perangkat ini. Namun, banyak dari proses ini yang berbahaya bagi perangkat MEMS dan menurunkan hasilnya. Makalah ini bertujuan untuk menjelaskan tantangan-tantangan ini dan memberikan solusi untuk mengatasinya.

Aplikasi perangkat MEMS

Perangkat mikromekanis (MEMS) adalah perangkat kecil yang dapat melakukan banyak tugas. Perangkat ini dapat merasakan tekanan, mendeteksi gerakan, dan mengukur gaya. Perangkat ini juga dapat digunakan untuk memantau dan mengontrol cairan. Perangkat ini sangat berguna untuk aplikasi medis dan dijuluki BioMEMS. Perangkat ini dapat melakukan berbagai tugas di dalam tubuh, termasuk bertindak sebagai penganalisis kimia, pompa mikro, dan komponen alat bantu dengar. Pada akhirnya, perangkat ini bahkan dapat menjadi penghuni permanen tubuh manusia.

Perangkat ini terdiri atas berbagai komponen yang berukuran antara seratus mikrometer. Luas permukaan perangkat cermin mikro digital bisa lebih dari 1000 mm2. Perangkat ini biasanya terdiri atas unit pusat yang memproses data dan beberapa komponen yang berinteraksi dengan sekelilingnya.

Beberapa perangkat MEMS saat ini tersedia di pasar, mulai dari sensor fungsi tunggal hingga perangkat system-on-chip. Perangkat yang terakhir ini menggabungkan penggunaan beberapa perangkat MEMS dengan elektronik pengkondisian sinyal dan prosesor tertanam. Beberapa industri telah menerapkan teknologi MEMS untuk berbagai pengukuran.