Микротехника

Микромашины — это механические объекты, которые изготавливаются тем же способом, что и интегральные схемы . Обычно считается, что их размер составляет от 100 нанометров до 100 микрометров , хотя это спорный вопрос. Применение микромашин включает в себя акселерометры , которые определяют, когда автомобиль столкнулся с объектом, и активируют подушку безопасности . сложные системы шестерен и рычагов Еще одно применение — .

Изготовление

Изготовление этих устройств обычно осуществляется двумя методами: поверхностной микрообработкой и объемной микрообработкой . Для объемной микрообработки необходимая область сильно легируется бором, а нежелательный кремний вытравливается при травлении жидкого кремния. Этот метод называется травлением, поскольку легирование бором создает непротравливаемый слой/рисунок. ^[1]

Датчики

Большинство микромашин действуют как преобразователи ; другими словами, это либо датчики , либо исполнительные механизмы .

Датчики преобразуют информацию из окружающей среды в интерпретируемые электрические сигналы. Одним из примеров микромашинного датчика является резонансный химический датчик. Слегка затухающий механический объект на одной частоте вибрирует гораздо сильнее, чем на любой другой, и эта частота называется его резонансной частотой. Химический датчик покрыт специальным полимером , который притягивает определенные молекулы , например, обнаруженные в сибирской язве , и когда эти молекулы прикрепляются к датчику, его масса увеличивается. Увеличение массы изменяет резонансную частоту механического объекта, что обнаруживается с помощью схемы.

Актуаторы преобразуют электрические сигналы и энергию в некое движение. Тремя наиболее распространенными типами приводов являются электростатические , тепловые и магнитные . Электростатические приводы используют силу электростатической энергии для перемещения объектов. К двум механическим элементам, неподвижному ( статор ) и подвижному ( ротор ), приложено два разных напряжения, что создает электрическое поле . Поле конкурирует с возвращающей силой ротора (обычно силой пружины, создаваемой изгибом или растяжением ротора) за перемещение ротора. Чем больше электрическое поле, тем дальше будет двигаться ротор. Термические приводы используют силу теплового расширения для перемещения объектов. Когда материал нагревается, он расширяется в зависимости от свойств материала. Два объекта могут быть соединены таким образом, что один объект нагревается сильнее другого и расширяется сильнее, и этот дисбаланс создает движение. Направление движения зависит от связи между объектами.Это видно на примере «нагревателя», который представляет собой U-образную балку с одним широким и одним узким плечом. Когда ток проходит через объект, выделяется тепло. Узкое плечо нагревается сильнее, чем широкое, поскольку плотность тока у них одинаковая. Поскольку две руки соединены сверху, растягивающаяся горячая рука толкает в направлении холодной руки. Магнитные приводы использовали изготовленные магнитные слои для создания сил.

См. также

Ссылки

^ «Приложение Etch Stop» . Архивировано из оригинала 28 июня 2017 г. Проверено 1 ноября 2006 г.

Внешние ссылки

[1] «Приложение Etch Stop» . Архивировано из оригинала 28 июня 2017 г. Проверено 1 ноября 2006 г.

[1]