คำว่า MEMS ย่อมาจากระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก นี่คือชุดอุปกรณ์และลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำได้ด้วยขนาดเล็กและโหมดการออกแบบ การออกแบบเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถทำได้ด้วยขนาด 1-100 ไมโครเมตร ส่วนประกอบ . อุปกรณ์เหล่านี้อาจแตกต่างจากโครงสร้างขนาดเล็กไปจนถึงระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่ยากมากโดยมีองค์ประกอบที่เคลื่อนไหวจำนวนมากภายใต้การควบคุมของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่รวมเข้าด้วยกัน โดยปกติแล้วเซ็นเซอร์เหล่านี้ประกอบด้วยไมโครแอคชูเอเตอร์เชิงกลโครงสร้างขนาดเล็กไมโครอิเล็กทรอนิกส์และไมโครเซ็นเซอร์ในชุดเดียว บทความนี้จะกล่าวถึงเซ็นเซอร์ MEMS หลักการทำงานข้อดีและการใช้งานคืออะไร
MEMS Sensor คืออะไร?
MEMS เป็นเซ็นเซอร์เฉื่อยราคาประหยัดและมีความแม่นยำสูงและใช้เพื่อตอบสนองการใช้งานในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เซ็นเซอร์นี้ใช้เทคโนโลยีที่ใช้ชิปคือระบบไมโครไฟฟ้าเครื่องกล เหล่านี้ เซ็นเซอร์ ใช้ในการตรวจจับและวัดสิ่งกระตุ้นภายนอกเช่นความดันหลังจากนั้นจะตอบสนองต่อความดันซึ่งเป็นความดันที่วัดได้ด้วยความช่วยเหลือของการกระทำทางกลบางอย่าง ตัวอย่างที่ดีที่สุด ได้แก่ การหมุนมอเตอร์เพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงแรงดัน
การผลิต MEMS IC สามารถทำได้ด้วยซิลิกอนโดยที่ชั้นวัสดุเล็กน้อยจะถูกวางลงบนพื้นผิว Si หลังจากนั้นได้รับการแก้ไขอย่างพิถีพิถันเพื่อให้เหลือโครงสร้าง 3 มิติขนาดเล็กเช่นไดอะแฟรมคานคันโยกสปริงและเฟือง
mems-ic
การผลิต MEMS ต้องการเทคนิคหลายอย่างที่ใช้ในการสร้างวงจรเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ เช่นกระบวนการออกซิเดชั่นกระบวนการแพร่กระบวนการฝังไอออนกระบวนการสะสมไอสารเคมีแรงดันต่ำการสปัตเตอริง ฯลฯ นอกจากนี้เซ็นเซอร์เหล่านี้ยังใช้กระบวนการเฉพาะเช่นไมโครแมชชีนนิ่ง
หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ MEMS
เมื่อใดก็ตามที่ใช้การเอียงกับเซ็นเซอร์ MEMS มวลที่สมดุลจะสร้างความแตกต่างภายในศักย์ไฟฟ้า สิ่งนี้สามารถวัดได้เหมือนกับการเปลี่ยนแปลงภายในความจุ จากนั้นสัญญาณสามารถเปลี่ยนเพื่อสร้างสัญญาณเอาต์พุตที่เสถียรในรูปแบบดิจิตอล 4-20mA หรือ VDC
เซ็นเซอร์เหล่านี้เป็นโซลูชันที่ดีสำหรับบางแอปพลิเคชันที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงสุดเช่นระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมการควบคุมตำแหน่งการหมุนและการวัดระยะห่างและการปรับระดับแพลตฟอร์ม
ประเภทของ MEMS
ประเภททั่วไปของเซ็นเซอร์ MEMS สามารถหาซื้อได้ในตลาด ได้แก่
- เครื่องวัดความเร่ง MEMS
- ลูกข่าง MEMS
- เซ็นเซอร์ความดัน MEMS
- เซ็นเซอร์สนามแม่เหล็ก MEMS
ข้อดีของ MEMS
ข้อดีของเซ็นเซอร์ MEMS มีดังต่อไปนี้
- การผลิต MEMS เป็นการผลิต IC เซมิคอนดักเตอร์เช่นการประดิษฐ์จำนวนมากที่มีต้นทุนต่ำความสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์ MEMS
- ขนาดของส่วนประกอบย่อยของเซ็นเซอร์จะอยู่ในช่วง 1 ถึง 100 ไมโครเมตรเช่นเดียวกับขนาดอุปกรณ์ MEMS จะกำหนด 20 ไมโครเมตรถึงช่วงมิลลิเมตร
- การใช้พลังงานต่ำมาก
- ง่ายต่อการรวมเข้ากับระบบหรือการเปลี่ยนแปลง
- ค่าคงที่ความร้อนมีค่าน้อย
- สิ่งเหล่านี้สามารถต่อต้านการกระแทกรังสีและการสั่นสะเทือนได้อย่างมาก
- ความทนทานต่อการพัฒนาทางความร้อนที่ดีขึ้น
- ความเท่าเทียมกัน
การใช้งาน MEMS
เซ็นเซอร์ MEMS ใช้ในโดเมนต่างๆซึ่งรวมถึง ยานยนต์ , ผู้บริโภค, อุตสาหกรรม, การทหาร, เทคโนโลยีชีวภาพ, การสำรวจอวกาศและเพื่อการพาณิชย์ซึ่งรวมถึงเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเครื่องวัดความเร่งภายในรถยนต์สมัยใหม่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเป็นต้น
ตัวอย่างที่ดีที่สุดของอุปกรณ์ MEMS ส่วนใหญ่ ได้แก่ เลนส์ปรับแสง, การเชื่อมต่อแบบออปติคอล, ถุงลมนิรภัย เครื่องวัดความเร่ง , กระจกอาร์เรย์สำหรับทีวีและจอแสดงผล, กระจกนิรภัยแบบควบคุมทิศทางได้, อุปกรณ์ RF MEMS, อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้ซ้ำไม่ได้ ฯลฯ
ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับ เซ็นเซอร์ MEMS . ข้อเสียเปรียบหลักของเซ็นเซอร์เหล่านี้คือแม้ว่าต้นทุนการผลิตสำหรับแต่ละส่วนจะต่ำมาก แต่มีการลงทุนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องในขณะออกแบบผลิตและประสบความสำเร็จผลิตภัณฑ์ที่ใช้ MEMS ดังนั้นนักออกแบบจึงไม่มีแนวโน้มที่จะขยายส่วนประกอบสำหรับการใช้งานที่มีปริมาณน้อย นี่คือคำถามสำหรับคุณประเภทของอุปกรณ์ MEMS คืออะไร?
