Günümüz sensörlerinin gelişimiyle birlikte, minyatürleşme, zeka ve entegrasyon, yükseltmenin tek yoludur. Bugün, sensör ailesinin mini ürünlerini tanıtacağız— ­­MEMS sensörü.

MEMS sensörü nedir ?

MEMS'in tam adı Mikro-Elektromekanik Sistem'dir. Mikro-elektromekanik sistem, toplu olarak üretilebilen ve mikro-mekanizma, mikro-sensör, mikro-aktüatör, sinyal işleme ve kontrol devresi, arayüz, iletişim ve güç kaynağını bir veya daha fazla çip üzerinde entegre eden bir mikro-cihaz veya sistemi ifade eder. MEMS sensörü, mikroelektronik ve mikroiğneleme teknolojisi ile üretilen yeni bir sensör türüdür.

MEMS, geleneksel yarı iletken teknolojisi ve malzemeleri ile yarı iletken üretim teknolojisi temelinde geliştirilmiş gelişmiş bir üretim teknolojisidir. MEMS, ağırlıklı olarak mikroiğneleme teknolojisi, mekanik/katı akustik teorisi, ısı akışı teorisi, elektronik, malzemeler, fizik, kimya, biyoloji, tıp vb. alanları içerir. 40 yılı aşkın bir süredir geliştirildikten sonra, dünya çapında ilgi çeken önemli bilimsel ve teknolojik alanlardan biri haline gelmiştir.

Uygulanan malzemeler:

Silikon bazlı malzemeler: Entegre devrelerin ve MEMS'in ham maddelerinin çoğu, silikon dioksitten büyük miktarlarda çıkarılabilen silikondur (Si). Silikon dioksit nedir? Daha popüler olmak gerekirse, kumdur. Bir dizi karmaşık işlemden sonra, kum monokristal silikon haline gelir.

Esas olarak silikondan yapılan malzeme mükemmel elektriksel özelliklere sahiptir. Silikon malzemenin mukavemeti ve sertliği demire, yoğunluğu alüminyuma ve termal iletkenliği molibden ve tungstene eşdeğerdir. Tek bir MEMS sensör çipinin alanı 5 mm x 5 mm ise, 8 inç (20 cm çapında) bir gofret yaklaşık 1000 MEMS çip jiroskop kesebilir ve her bir çipe tahsis edilen maliyet büyük ölçüde azaltılabilir.

Silikon dışı malzemeler: Son yıllarda, MEMS'in malzeme uygulaması yavaş yavaş silikon dışı malzemelerle değiştirilmektedir. Akademik araştırmacılar şu anda polimer ve kağıt bazlı mikro cihazların geliştirilmesine odaklanmaktadır. Bu malzemelerle geliştirilen cihazlar sadece çevre dostu olmakla kalmıyor, aynı zamanda üretim ekipmanları açısından da basit ve maliyet açısından düşüktür. Silikon malzemelere kıyasla, Ar-Ge bütçesini önemli ölçüde azaltmışlardır. Polimer ve kağıt bazlı mikro cihazlardaki birçok yenilik, tıbbi uygulamalara işaret etmektedir. Bu alan için, malzemelerin biyouyumluluğu ve esnekliği temel gereksinimlerdir.

Kağıt bazlı ve polimer mikro cihazların işlev ve performans gelişimi hala nispeten erken bir aşamadadır ve bu tür cihazlar için üretim tesisleri henüz geliştirilmemiştir. Bu yeni teknolojilerin olgunlaşması ve ticarileşmesi 10 yıldan fazla sürebilir. Bu nedenle, silikon malzemelere dayalı mikro cihazların araştırılmasında hala yapılması gereken çok sayıda yenilikçi çalışma bulunmaktadır. Aksi takdirde, durgunluk riskiyle karşı karşıya kalacaktır.

Teknik avantajlar:

MEMS teknolojisi, minyatürleşme, entegrasyon, zeka, düşük maliyet, yüksek verimlilik, seri üretim ve yüksek üretkenlik özelliklerine sahip sensörler, aktüatörler veya mikro yapılar üretmek için kullanılır. MEMS teknolojisi, her bir gofrette on binlerce MEMS çipinin (bazı süreçler entegre devre çiplerini de aynı adımda koyar) görünmesini sağlar.

Bu toplu işlem artık tamamen otomatikleştirilmiş, insan faktörlerini izole ederek, her bir MEMS çipi arasındaki işlem hatasının sıkı bir şekilde kontrol edilmesini sağlayarak, böylece verimi artırır. Dilimleme ve paketlemeden sonra, tek tek MEMS çiplerine dönüşürler. Görünüş olarak, çoğu MEMS çipi ve entegre devre çipi benzerdir.

Özetle, mikrometre büyüklüğündeki karakteristik boyut, MEMS sensörlerinin geleneksel mekanik sensörler tarafından elde edilemeyen bazı işlevleri tamamlamasını sağlar. Mikro sensörlerin ana gücüdür ve yavaş yavaş geleneksel mekanik sensörlerin yerini almaktadır. Tüketici elektroniği, otomotiv endüstrisi, havacılık, makine, kimya endüstrisi, tıp ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaygın ürünler arasında basınç sensörleri, ivmeölçerler, jiroskoplar ve katalitik sensörler bulunur.