SISTEMAS MICRO- ELETRO

SISTEMAS MICROELETRO-MECÂNICOS
Igor Covalciuc Casselli RA:316-4
Sumário
Introdução
Evolução histórica
Mercado MEMS
Fabricação MEMS
Exemplos MEMS
Conclusão
28/10/2009
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Introdução
MEMS são pequenos componentes de
silício que combinam as propriedades
da microeletrônica, micromecânica e
outras tecnologias. Os sensores podem
medir condições ambientais e, ao
mesmo tempo, processar e transmitir
os dados coletados.
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Introdução (continuação)
Capacidade
miniaturização
MEMS.
de
dos
Comparando
em
tamanho, um relógio
de precisão suíço
contém
mecânica
duas
ordens
de
grandeza acima da
escala dos MEMS.
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Evolução histórica
1947 – Aparecimento do
primeiro transistor nos
laboratórios Bell por Shockley,
Bardeen e Brattain. Substituição
das válvulas termiônicas.
1958 – Fabricação do primeiro
circuito integrado (CI) por Jack
Kilby, Texas Instruments. Vários
componentes eletrônicos num
substrato de germânio.
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Evolução histórica (cont.)
1962
–
Primeiro
atuador
elétrico
integrado em silício.
1971
–
Primeiro
processador no
mercado, o Intel 4004
com 2000 transistores.
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Evolução histórica (cont.)
1982 – K. Petersen
introduz o conceito de
silício como um
“material mecânico”.
1983 – Primeiro sensor
de pressão integrado
em silício por
Honeywell.
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Evolução histórica (cont.)
1992 – Começa a produção integrada
de MEMS na universidade de Cornell
(processo SCREAM).
2005 – Microprocessadores com mais
de 50 milhões de transistores.
Tecnologias de 65nm.
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Mercado MEMS
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Fabricação MEMS
Materiais para fabricação MEMS
Silício mono cristalino
Versatilidade, facilidade no processo de desbate (etching).
Silício policristalino
Depósito por LPCVD (vapor a baixa pressão).
Mais usado: propriedades mecânicas.
Nitrato Silício
Isolamento elétricos
Metais
Máscaras de desbaste, elementos estruturais em
transdutores.
Diamante
Materiais piezelétricos
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Fabricação MEMS (cont.)
A fabricação de MEMS combina processos comuns a fabricação
de circuitos integrados (CI) com processos de integração de
esquemas mecânicos em silício (micro fabricação + “micro
maquinização”).
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Fabricação MEMS (cont.)
Litografia: Depois de
elaborada uma máscara que
contém o desenho do circuito
a implementar há que
imprimi-la opticamente em
diversas “wafers” de silício.
“Etching” consiste em
desbastar camadas sucessivas
de silício por forma a libertar
os componentes e/ou habilitar
a “wafer” a receber novas
camadas.
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Fabricação MEMS (cont.)
LIGA é acrônimo para Litografia,
Galvanização e Moldagem.
Permite por tratamento em volume a
construção de microestruturas 3D.
Método mais usual. Substituição do método
SCREAM.
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Exemplos MEMS
Sensores de pressão
Acelerômetros
Sensores de fluxo
Impressoras
Espelhos deformáveis
Sensores de gás
Micro-motores
Microengrenagens
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Exemplo MEMS
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Conclusão
Os sistemas Micro-EletroMecânicos (MEMS) são a
integração de elementos
mecânicos, sensores, atuadores, e
eletrônica em uma pastilha
comum de silício com a tecnologia
de micro-fabricação.
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