FőoldalKonstruktőrMindenkinek MEMS-et!
2012. november 06., kedd ::

Mindenkinek MEMS-et!

Ma már a fejlettebb ipari országokban több SIM-kártya van forgalomban, mint a lakosok száma. A kívülállók ilyenkor mindig elcsodálkoznak ezen a tényen, pedig a megfejtés egyszerű: az adatátvitel egyik legegyszerűbb megteremtési útja-módja, ha a nyilvános mobiltelefon-hálózatot használjuk fel. Így aztán nem csoda, ha egyre több gépben, járműben van saját SIM-kártya

Ahol pedig van, ott GSM-, GPRSstb. átvitelre is szükség van. Az adó- és vevőkészülékekben pedig elektromechanikus alkatrészek is dolgoznak: oszcillátorok, antennák, gyorsulásérzékelők - és még sorolhatnánk...

Mivel napjainkban minden egyre kisebb és digitális, így egyre kevesebb mód nyílik arra, hogy nagyméretű alkatrészekkel tervezzünk, dolgozzunk. A Kaliforniában idén tavasszal megtartott Globalpress Summiton elhangzott előadások kisebbik fele is erről a problémarendszerről szólt. A kisebb méretekre és alacsonyabb energiafelhasználásra való törekvés (ne felejtsük el: korlátozott energiaforrásokkal rendelkező mobileszközökről van szó!) a Micro Electro Mechanical Systems, azaz a MEMS-ek áttörését hozta, és az előadások szerint a fejlődés még jó pár évig töretlen lesz.
A mikro-elektro-mechanikai rendszerekben mikrotechnológiai megoldások alkalmazásával egyetlen szilíciumchipen (lapka) valósul meg mechanikai elemek, érzékelők, beavatkozók és a jelfeldolgozó elektronika integrálása, a mikrométerestől milliméteresig terjedő mérettartományban. Mint ismert, a mikromechanikai komponensek kialakítása során a szilíciumszelet egyes térfogatrészeit szelektív módon eltávolítják, azaz mintegy faragják. Így, a jobbára síkban építkező integrált áramköri technológiával szemben, a mikrogépészetben a hordozót a harmadik dimenzióban is alakítják, valamint további szerkezeti rétegeket alkalmaznak az elektromechanikai működés megvalósítására.
A mikrogépészet és a Si-mikroelektronika együttes lehetőségeinek kiaknázásával a MEMS-technológia mára a bevezetőben említett területeken meghatározó alaptechnológiává vált. Az intelligens rendszereknek nem csak agyra (esetünkben mikroprocesszorra), de fülekre, szemekre, kezekre, lábakra is szüksége van. Az érzékelés és vezérlés, beavatkozás egyetlen rendszeren belüli megvalósításával az IC-k számítási képességét ötvözik a mikroérzékelés és -beavatkozás lehetőségeivel. A környezetből gyűjtött információ mechanikai, elektromos, mágneses, termikus, optikai, kémiai és biológiai jellemzők mérése nyomán áll elő, míg a beavatkozás elmozdulással, pozicionálással, szivattyúzással, szűréssel, anyagáramlás szabályozásával összefüggő reakciót jelent. A MEMS eszközök az ipari termékekben egyre inkább meghatározó minőségi fokmérőként jelennek meg, hiszen korábban elképzelhetetlen szinergizmust valósítanak meg olyan, korábban kapcsolatba alig hozható területek között, mint például a biológia és a mikroelektronika. A mikromechanikai eszközöktől elvárható előnyök az arányos méretcsökkentés révén:

  • a rezonanciafrekvencia növekszik,
  • az elérhető elektromos tér nő,
  • a termikus válaszidő csökken,
  • a folyadékmechanika, a Reynolds-szám csökken - lamináris áramlás.
MEMS-ek az autóban

A MEMS-ek egyik fontos területe az oszcillátoroké. A chip felületén kialakított, mechanikus mozgást végző eszköz minden tekintetben kapcsolatban áll a jelét feldolgozó elektronikával. Kevésbé közismert, hogy egy-egy hordozható médialejátszóban 2 ... 4, noteszgépben 4 ... 10, középkategóriás személyautóban pedig akár 15 ... 35 oszcillátor-, óragenerátor-, rezonátor-áramkör is megtalálható. A SiTime által kidolgozott, a MEMS és analóg technikát ötvöző megoldást napjainkra már több mint 800 nagy gyártó cég használja. Nekik az elmúlt hónapok során sikerült kidolgozni és a piacra bevezetni olyan új precíziós és ultraprecíziós kategóriájú termékeket, amelyek az ipari hőtartományon kívül is 0,5 ppm-es pontossággal dolgoznak.
Sokan emlékeznek az iPhone2 piaci blamázsára. A nagyon várt okostelefonok lépten-nyomon megszakították a kapcsolatot. Hosszas kutatómunka után kiderült, hogy mindenről az antenna tehet, amely adott mérete miatt nem volt minden időben és helyen alkalmas a megbízható adatforgalmazásra. Ezzel szemben a MEMS-technológia alkalmazásával az antennák sugárzóelemének hosszát elektronikus úton mindig a használni kívánt frekvenciához lehet igazítani, így kisebb jelszint is elegendő. Pont ennek apropóján nyilatkozta Jeffrey Hilbert, a WiSpry alapító-igazgatója: "Szinte bármi, amin antenna van, MEMS-ekkel javítható." A szakértők szerint kevesebb félresikerült hívást és az akkumulátor hosszabb élettartamát eredményező rádiófrekvenciás MEMS-ek szintén gyorsan terjednek a mobilkommunikációban: 2015-ig az RF MEMS szektor mintegy 200-szoros növekedése várható.
A gyorsan fejlődő MEMS technológiának köszönhetően a WiSpry szerint okostelefonjaink hamarosan nem csak azt fogják tudni, hogy hol vagyunk, hanem azt is, hogy az adott épület melyik emeletén nézelődünk. A légnyomás ingadozását mérő barométer két-három éven belül terjedhet el okoskészülékeinken - változások alapján fogja a gépünk tudni, hányadik emeleten tartózkodunk.

MOEMS felépítése, működési elve és a Genius legújabb pikoprojektora, amely tenyérben is elfér

Egy speciális eset a Micro Opto Electro Mechanical Systems (MOEMS). Napjainkban egyre több kivetítőeszközt használunk, azonban ezek mérete az alkalmazott fényforrás és az optikai rendszer nagysága miatt ma még tetemes. A nagy fényerejű LED-ek, kombinálva egy MOEMS-elven működő tükörrendszerrel akár mobiltelefonba építhető pikoprojektort eredményez. Így a video jelet fogadó oldalon egyszerre több ember nézheti az információt. Az Intersil már megtervezett egy mobiltelefon-méretű lézerdiódás kivetítőt, amelynek felhasználási területei közé tartoznak a kivetíthető járműműszerek, virtuális billentyűzetek és persze a szórakozás is. Szeretnék, hogy egyetlen akkufeltöltéssel egy mozifilm megtekinthető legyen!

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény