MEM ల కల్పనకు దశలు

మైక్రో ఎలక్ట్రో మెకానికల్ సిస్టం అనేది సూక్ష్మ ఫాబ్రికేషన్ పద్ధతులను ఉపయోగించి తయారు చేయగల సూక్ష్మీకరణ పరికరాలు మరియు నిర్మాణాల వ్యవస్థ. ఇది ఒక సాధారణ సిలికాన్ ఉపరితలంపై కల్పించిన మైక్రోసెన్సర్లు, మైక్రోయాక్యుయేటర్లు మరియు ఇతర మైక్రోస్ట్రక్చర్ల వ్యవస్థ. ఒక సాధారణ MEMs వ్యవస్థ మైక్రోసెన్సర్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పర్యావరణాన్ని గ్రహించి పర్యావరణ వేరియబుల్‌ను ఒకగా మారుస్తుంది ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ . మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌ను ప్రాసెస్ చేస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా మైక్రోఆక్యుయేటర్ వాతావరణంలో మార్పును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

MEMs పరికరం యొక్క ఫాబ్రికేషన్‌లో ప్రాథమిక ఐసి ఫాబ్రికేషన్ పద్ధతులతో పాటు మైక్రోమాచినింగ్ ప్రక్రియ ఉంటుంది, ఇందులో సిలికాన్‌ను ఎన్నుకోవడం లేదా ఇతర నిర్మాణ పొరలను చేర్చడం జరుగుతుంది.

బల్క్ మైక్రోమచినింగ్ ఉపయోగించి MEM ల ఫ్యాబ్రికేషన్ యొక్క దశలు:

ఫోటోలిథోగ్రఫీని కలిగి ఉన్న బల్క్ మైక్రోమాచినింగ్ టెక్నిక్

• దశ 1 : మొదటి దశలో సర్క్యూట్ రూపకల్పన మరియు డ్రాయింగ్‌ను కాగితంపై లేదా పిఎస్‌పైస్ లేదా ప్రోటీయస్ వంటి సాఫ్ట్‌వేర్‌లను ఉపయోగించడం జరుగుతుంది.
• దశ 2 : రెండవ దశలో CAD (కంప్యూటర్-ఎయిడెడ్ డిజైన్) ఉపయోగించి సర్క్యూట్ మరియు మోడలింగ్ యొక్క అనుకరణ ఉంటుంది. క్రోమియం నమూనాతో పూసిన గాజు పలకను కలిగి ఉన్న ఫోటోలిథోగ్రాఫిక్ ముసుగును రూపొందించడానికి CAD ఉపయోగించబడుతుంది.
• దశ 3 : మూడవ దశలో ఫోటోలిథోగ్రఫీ ఉంటుంది. ఈ దశలో, సిలికాన్ డయాక్సైడ్ వంటి ఇన్సులేటింగ్ పదార్థం యొక్క పలుచని చిత్రం సిలికాన్ ఉపరితలంపై పూత పూయబడుతుంది మరియు దీనిపై, అతినీలలోహిత కిరణాలకు సున్నితమైన ఒక సేంద్రీయ పొర స్పిన్ పూత పద్ధతిని ఉపయోగించి జమ చేయబడుతుంది. అప్పుడు ఫోటోలిథోగ్రాఫిక్ ముసుగు సేంద్రీయ పొరతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. మొత్తం పొర అప్పుడు UV రేడియేషన్‌కు లోబడి, నమూనా ముసుగును సేంద్రీయ పొరకు బదిలీ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. రేడియేషన్ ఫోటోరేసిస్టర్‌ను బలపరుస్తుంది. బహిర్గతమైన ఫోటోరేసిస్ట్‌లోని వెలికితీసిన ఆక్సైడ్ హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఉపయోగించి తొలగించబడుతుంది. మిగిలిన ఫోటోరేసిస్ట్ వేడి సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని ఉపయోగించి తొలగించబడుతుంది మరియు ఫలితంగా ఉపరితలంపై ఆక్సైడ్ నమూనా ఉంటుంది, దీనిని ముసుగుగా ఉపయోగిస్తారు.
• దశ 4 : నాల్గవ దశలో ఉపయోగించని సిలికాన్ లేదా ఎచింగ్ యొక్క తొలగింపు ఉంటుంది. తడి చెక్కడం లేదా పొడి చెక్కడం ఉపయోగించి సబ్‌స్ట్రేట్‌లో ఎక్కువ భాగాన్ని తొలగించడం ఇందులో ఉంటుంది. తడి ఎచింగ్‌లో, ఉపరితలం ఒక రసాయన ఎచాంట్ యొక్క ద్రవ ద్రావణంలో మునిగిపోతుంది, ఇది అన్ని దిశలలో (ఐసోట్రోపిక్ ఎచాంట్) లేదా ఒక నిర్దిష్ట దిశలో (అనిసోట్రోపిక్ ఎచాంట్) సమానంగా బహిర్గతమైన ఉపరితలాన్ని బయటకు తీస్తుంది లేదా తొలగిస్తుంది. HNA (హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం, నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లం) మరియు KOH (పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్) ప్రసిద్ధి చెందిన ఎచాంట్లు.
• దశ 5 : ఐదవ దశలో బహుళ-లేయర్డ్ పొర లేదా 3 డి నిర్మాణాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పొరలు చేరడం ఉంటుంది. ఇది ఫ్యూజన్ బంధాన్ని ఉపయోగించి పొరల మధ్య ప్రత్యక్ష బంధం లేదా అనోడిక్ బంధాన్ని ఉపయోగించి చేయవచ్చు.
• దశ 6 : ది 6^వదశ సింగిల్ సిలికాన్ చిప్‌లో MEM ల పరికరాన్ని సమీకరించడం మరియు సమగ్రపరచడం.
• దశ 7 : ది 7^వబాహ్య వాతావరణం నుండి రక్షణ, పర్యావరణానికి సరైన కనెక్షన్, కనీస విద్యుత్ జోక్యం ఉండేలా మొత్తం అసెంబ్లీ యొక్క ప్యాకేజింగ్ దశ ఉంటుంది. సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్యాకేజీలు మెటల్ కెన్ ప్యాకేజీ మరియు సిరామిక్ విండో ప్యాకేజీ. చిప్స్ వైర్ బంధన పద్ధతిని ఉపయోగించి లేదా ఫ్లిప్-చిప్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి ఉపరితలంతో బంధించబడతాయి, ఇక్కడ చిప్స్ ఉపరితలంపై బంధించబడి, అంటుకునే పదార్థాన్ని ఉపయోగించి తాపనపై కరుగుతాయి, చిప్ మరియు ఉపరితలం మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్లను ఏర్పరుస్తాయి.

ఉపరితల మైక్రోమచినింగ్ ఉపయోగించి MEM లు ఫ్యాబ్రికేషన్

ఉపరితల మైక్రోమాచినింగ్ ఉపయోగించి కాంటిలివర్ నిర్మాణం తయారీ

• మొదటి అడుగు తక్కువ పీడన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ పద్ధతిని ఉపయోగించి సిలికాన్ ఉపరితలంపై తాత్కాలిక పొర (ఆక్సైడ్ పొర లేదా నైట్రైడ్ పొర) నిక్షేపణ ఉంటుంది. ఈ పొర బలి పొర మరియు విద్యుత్ ఒంటరిగా అందిస్తుంది.
• రెండవ దశ నిర్మాణాత్మక ఆధారాన్ని అందించడానికి ఉపయోగించే ఫాస్ఫోసిలికేట్ గాజుగా ఉండే స్పేసర్ పొర యొక్క నిక్షేపణ ఉంటుంది.
• మూడవ దశ డ్రై ఎచింగ్ టెక్నిక్ ఉపయోగించి పొర యొక్క తదుపరి చెక్కడం ఉంటుంది. డ్రై ఎచింగ్ టెక్నిక్ రియాక్టివ్ అయాన్ ఎచింగ్, ఇక్కడ పొదిగిన ఉపరితలం గ్యాస్ లేదా ఆవిరి దశ ఎచింగ్ యొక్క అయాన్లను వేగవంతం చేస్తుంది.
• నాల్గవ దశ నిర్మాణ పొరను రూపొందించడానికి భాస్వరం-డోప్డ్ పాలిసిలికాన్ యొక్క రసాయన నిక్షేపణను కలిగి ఉంటుంది.
• ఐదవ దశ అంతర్లీన పొరలను బహిర్గతం చేయడానికి పొడి పొరను లేదా నిర్మాణ పొరను తొలగించడం ఉంటుంది.
• 6 వ దశ అవసరమైన నిర్మాణాన్ని రూపొందించడానికి ఆక్సైడ్ పొర మరియు స్పేసర్ పొరను తొలగించడం ఉంటుంది.
• మిగిలిన దశలు బల్క్ మైక్రోమచినింగ్ టెక్నిక్‌తో సమానంగా ఉంటాయి.

LIGA టెక్నిక్ ఉపయోగించి MEM ల తయారీ.

ఇది ఒక ఫాబ్రికేషన్ టెక్నిక్, ఇది ఒకే ఉపరితలంపై లితోగ్రఫీ, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ మరియు అచ్చును కలిగి ఉంటుంది.

LIGA ప్రాసెస్

• 1^{స్టంప్}దశ టైటానియం లేదా రాగి లేదా అల్యూమినియం యొక్క పొరను ఉపరితలంపై నిక్షేపణను కలిగి ఉంటుంది.
• రెండు^ndదశ నికెల్ యొక్క పలుచని పొర యొక్క నిక్షేపణను కలిగి ఉంటుంది, ఇది లేపన బేస్ గా పనిచేస్తుంది.
• 3^rdదశ PMMA (పాలిమెథైల్ మెథా యాక్రిలేట్) వంటి ఎక్స్-రే సున్నితమైన పదార్థాన్ని చేర్చడం ఉంటుంది.
• 4^వదశ ఉపరితలంపై ముసుగును సమలేఖనం చేయడం మరియు PMMA ను ఎక్స్-రే రేడియేషన్‌కు బహిర్గతం చేయడం. PMMA యొక్క బహిర్గత ప్రాంతం తొలగించబడుతుంది మరియు మిగిలినది ముసుగుతో కప్పబడి ఉంటుంది.
• 5^వదశ తొలగించిన పిఎంఎంఎ ప్రాంతాలపై నికెల్ పూత పూసిన పిఎమ్‌ఎంఎ ఆధారిత నిర్మాణాన్ని ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ స్నానంలో ఉంచడం ఉంటుంది.
• 6^వదశ అవసరమైన నిర్మాణాన్ని బహిర్గతం చేయడానికి మిగిలిన PMMA పొర మరియు లేపన పొరను తొలగించడం ఉంటుంది.

MEM ల సాంకేతికత యొక్క ప్రయోజనాలు

1. కార్యాచరణ లేదా పనితీరుపై ఎటువంటి రాజీ లేకుండా సూక్ష్మీకరణ అవసరానికి ఇది సమర్థవంతమైన పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది.
2. తయారీ ఖర్చు మరియు సమయం తగ్గుతాయి.
3. MEM లు కల్పిత పరికరాలు మరింత వేగంగా, నమ్మదగినవి మరియు చౌకైనవి
4. పరికరాలను సులభంగా వ్యవస్థల్లోకి చేర్చవచ్చు.

MEM ల కల్పిత పరికరాల యొక్క మూడు ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణలు

• ఆటోమొబైల్ ఎయిర్ బ్యాగ్ సెన్సార్ : MEM ల కల్పిత పరికరాల యొక్క మార్గదర్శక అనువర్తనం ఆటోమొబైల్ ఎయిర్‌బ్యాగ్ సెన్సార్, ఇది యాక్సిలెరోమీటర్ (కారు వేగం లేదా త్వరణాన్ని కొలవడానికి) కలిగి ఉంటుంది మరియు నియంత్రణ ఎలక్ట్రానిక్స్ ఒకే చిప్‌లో తయారు చేయబడిన యూనిట్, ఇది ఎయిర్‌బ్యాగ్‌లో పొందుపరచవచ్చు మరియు తదనుగుణంగా ఎయిర్‌బ్యాగ్ యొక్క ద్రవ్యోల్బణాన్ని నియంత్రిస్తుంది.

• బయోమెమ్స్ పరికరం : ఒక MEM లు కల్పిత పరికరం శాండియా నేషనల్ లాబొరేటరీస్ చేత అభివృద్ధి చేయబడిన నిర్మాణం వంటి దంతాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎర్ర రక్త కణాన్ని ట్రాప్ చేయడానికి, DNA, ప్రోటీన్లు లేదా drugs షధాలతో ఇంజెక్ట్ చేసి తిరిగి విడుదల చేయటానికి నిబంధనను కలిగి ఉంది.

• ఇంక్జెట్ ప్రింటర్ హెడర్: ఒక MEMs పరికరం HP చేత కల్పించబడింది, ఇది మైక్రోప్రాసెసర్ నియంత్రణను ఉపయోగించి కాల్చగల రెసిస్టర్‌ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది మరియు సిరా వేడిచేసిన రెసిస్టర్‌ల గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అది బుడగలకు ఆవిరైపోతుంది మరియు ఈ బుడగలు నాజిల్ ద్వారా పరికరం నుండి బయటకు వస్తాయి, కాగితంపైకి మరియు తక్షణమే పటిష్టం చేయండి.

కాబట్టి నేను MEM ల కల్పన పద్ధతుల గురించి ప్రాథమిక ఆలోచన ఇచ్చాను. ఇది కనిపించే దానికంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది. ఇంకా చాలా ఇతర పద్ధతులు ఉన్నాయి. మీకు ఈ అంశంపై ఏదైనా ప్రశ్నలు ఉంటే లేదా ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్టులు వాటి గురించి తెలుసుకోండి మరియు మీ జ్ఞానాన్ని ఇక్కడ చేర్చండి.

ఫోటో క్రెడిట్:

• ఫోటోలిథోగ్రఫీతో కూడిన బల్క్ మైక్రోమాచినింగ్ టెక్నిక్ 3.బిపి
• ద్వారా ఉపరితల మైక్రోమచినింగ్ టెక్నిక్ memsnet