Micro Electronische Mechanische Systemen

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Micro Electronische Mechanische Systemen (MEMS)
Mems.png
Eigenschappen
Categorie: Componenten
Originele auteur: Bas Snippert & Wouter Breedveld
Jaar: 2010
Wikipedia link: Microelectromechanical systems

Inhoud

Inleiding

MEMs, op microscopische schaal

Micro Elektro Mechanische Systemen of kortweg MEMS is een relatief nieuwe technologie, die toegepast wordt in talloze producten. Omdat MEMS microscopisch klein zijn hebben ze een grote potentie in de creatie van nieuwe producten en bestaande producten kunnen er veel efficiënter van worden. De kans dat een Industrieel Ontwerper te maken krijgt met deze technologie wordt steeds groter. En hoewel experts nodig zijn voor het ontwerpen van de MEMS zelf, zullen Industrieel Ontwerpers de basis achter MEMS moeten begrijpen en de manier waarop deze technologie kan worden ingezet bij hun ontwerpen.

Beschrijving

MEMs, op microscopische schaal

MEMS zijn precies wat de naam zelf al zegt: elektro mechanische systemen op een zeer kleine schaal. Ze komen voor in twee belangrijke vormen: als actuator en sensor. Een actuator is een onderdeel binnen een product dat handelt en de sensor registreert, bijvoorbeeld de temperatuur. MEMS kunnen met behulp van bestaande technologie, dezelfde die wordt gebruikt voor het maken van chips, in grote oplage geproduceerd worde. Dit zorgt voor lage investeringskosten. MEMS zijn verder zeer betrouwbaar; een test met micro spiegels laat zien dat na 3 miljard cycli alle MEMS van de geteste 600 nog perfect functioneerden. De mogelijkheid om zulke kleine sensoren en actuatoren te maken verbetert consumentenproducten aanzienlijk. Deze producten zullen kleiner, goedkoper, betrouwbaarder en meer geavanceerd worden.

Toepassingen

Inktjetprinter, toepassing van MEMs

MEMS hebben drie toepassingen, namelijk als actuator, sensor of passieve structuur. De eerste twee zijn het belangrijkst en de meest voorkomende toepassingen op het moment zijn: in de biotechnologie, communicatietechnologie, accelerometers, gyroscopen, beeldschermen en optische schakelaars (telecommunicatie), micro-motoren, virtual reality, luchtdrukmeters, vloeistoftechnologie (inktjet printers) en geheugenunits (flash geheugen).

Spelcomputerbesturing, toepassing van MEMs

Een voorbeeld uit de biotechnologie is bijvoorbeeld het versnellen van DNA identificatie of een ander voorbeeld; chips die gevaarlijke chemische en biologische middelen detecteren. Maar ook alledaagse apparaten zoals bloeddrukmeetapparatuur maakt gebruik van MEMS. Accelerometers komen ook in veel alledaagse producten voor, van airbags in auto’s tot draadloze technologie (PDA’s, smartphones, spelcomputerbesturing).

Voordelen

Als MEMS in grote oplage geproduceerd worden zijn ze goedkoper en betrouwbaarder vergeleken met macro technologie. De kleine schaal van MEMS zorgt er bovendien voor dat, in bepaalde omstandigheden, sommige fysische wetten kunnen worden overwonnen, zoals de zwaartekracht die op een bepaald niveau praktisch geen invloed meer heeft. Dit zorgt ervoor dat met MEMS geheel nieuwe deuren kunnen worden geopend en we instaat zijn nieuwe en innovatieve producten te produceren.

Nadelen

MEMs, op microscopische schaal

Het grootste nadeel van MEMS zijn de kosten. Dit zijn niet de kosten van de productie zelf maar eerder de kosten van de high-tech apparatuur bij de productie en het ontwerpen van de MEMS zelf, wat zeer complex is. Hiervoor zijn experts nodig, wat hoge kosten kan meebrengen voor een ontwerpproject. En om nieuw ontworpen MEMS te integreren in een product moet over het algemeen de hulp worden ingeroepen van specialisten, wat de kosten voor een project ook omhoog kan halen.Wanneer gebruik wordt gemaakt van bestaande MEMS is dit probleem veel minder aanwezig, omdat bijvoorbeel accelerometers op brede schaal worden geproduceerd tegen lage prijzen.

Milieuaspecten

Zoals in de IC branche: hoe kleiner de chip de minder energie deze verbruikt (shrink) gaat hetzelfde op voor MEMS, hoe kleiner de MEMS de minder energie hij verbruikt. De chemicaliën die gebruikt worden voor het etsen zijn echter zeer schadelijk voor het milieu. Gelukkig worden deze hergebruikt en blijven ze in de productie cyclus. Mochten ze worden afgedankt dan gebeurt dit in het algemeen op een veilige manier. Verder is de hoeveelheid materiaal die gebruikt wordt in een MEMS zeer klein en er is dus slechts een kleine impact op het milieu. Het materiaal wat gebruikt wordt in MEMS is voornamelijk silicium, wat gemaakt wordt van zand, een natuurlijk materiaal.

Leveranciers en kenniscentra

  • University of Twente – dr. ir. H.V. Jansen – h.v.jansen@utwente.nl
Course: Micro electro mechanical systems (MEMS)
Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen