Kas yra MEMS?

MEMS reiškia Micro Electro-Mechanical Systems, reiškiančias funkcines mašinų sistemas, kurių komponentai matuojami mikrometrais. Į MEMS dažnai žiūrima kaip tarp įprastų makro masto mašinų ir futuristinių nanomašinų. MEMS pirmtakai jau kurį laiką buvo naudojami mikroelektronikos pavidalu, tačiau šios sistemos yra grynai elektroninės, jos negali apdoroti ar perduoti nieko, išskyrus elektrinių impulsų seriją. Tačiau šiuolaikinės MEMS gamybos technologijos iš esmės yra pagrįstos ta pačia technologija, kuri naudojama gaminant integrinius grandynus, tai yra, plėvelės nusodinimo metodais, kuriuose naudojama fotolitografija.

Inžinieriai ir technologai MEMS kūrimą vertina kaip įgalinančią technologiją, o ne tikslą savaime. Dažniausiai kartu su MEMS minima „laboratorijos mikroschemos“ idėja, prietaisas, apdorojantis nedidelius cheminės medžiagos pavyzdžius ir pateikiantis naudingų rezultatų. Tai gali pasirodyti gana revoliucinga medicininės diagnostikos srityje, kur dėl laboratorinės analizės atsiranda papildomų išlaidų už medicininę priežiūrą, vėluojama diagnozuoti ir nepatogiai tvarkomi dokumentai.

MEMS gaminami vienu iš dviejų būdų: arba paviršiaus mikroapdirbimo būdu, kai vienas po kito einantys medžiagos sluoksniai nusodinami ant paviršiaus ir išgraviruojami iki formos, arba masinio mikroapdirbimo būdu, kai išgraviruojamas pats substratas, kad būtų gautas galutinis produktas. Paviršiaus mikroapdirbimas yra labiausiai paplitęs, nes jis grindžiamas integrinių grandynų pažanga. Unikali MEMS, nusodinimo būdai kartais palieka „aukos sluoksnius“, medžiagos sluoksnius, kurie turi būti ištirpinti ir nuplauti gamybos proceso pabaigoje, paliekant likusią struktūrą. Šis procesas leidžia MEMS įrenginiui turėti sudėtingą 3 dimensijų struktūrą. Buvo pagamintos įvairios mikroskopinės pavaros, siurbliai, jutikliai, vamzdžiai ir pavaros, o kai kurie iš jų jau integruoti į kasdienius komercinius gaminius.

Šiuolaikinio MEMS naudojimo pavyzdžiai yra rašaliniai spausdintuvai, automobilių pagreičio matuokliai, slėgio jutikliai, didelio tikslumo optika, mikrofluidika, atskirų neuronų stebėjimas, valdymo sistemos ir mikroskopija. Šiuo metu nėra tokio dalyko kaip produktyvi mikromastelinė mašinų sistema produktyvių makro masto surinkimo linijų tvarka, tačiau panašu, kad tokio įrenginio išradimas yra tik laiko klausimas. Galimybė gaminti naudojant MEMS yra įdomi, nes tokių sistemų matricos, veikiančios liestine, gali būti daug produktyvesnės nei makroskalės sistemos, užimančios tą patį tūrį ir sunaudojančios tą patį energijos kiekį. Tačiau vienas ryškus apribojimas būtų tas, kad mikroskopinių mašinų sistemose pagaminti makro masto gaminiai pirmiausia turėtų būti sudaryti iš surenkamų mikroskopinių blokų.