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마이크로 나노 공정 | MEMS 공정 소개(I)
마이크로 시스템 (마이크로 시스템, 일반적인 유럽 용어), 마이크로 전자 기계 시스템 (마이크로 전기 기계 시스템, MEMS, 일반적인 미국 용어) 및 마이크로 기계 (마이크로 기계, 일반적인 일본 용어) 세 가지 용어는 일반적으로 현대 마이크로 나노 제조 기술의 사용을 마이크로 센서, 마이크로 액추에이터, 마이크로 전자 공학으로 지칭합니다, 마이크로 에너지, 제어 라인 및 기타 마이크로 기능 장치가 칩에 통합되어 있으며 광학, 전자, 기계, 데이터 수집 및 전체 지능형 마이크로 시스템의 기능 분석이 가능합니다.
의학, 생물학, 국방, 환경 보호, 통신, 항공 및 항공 우주 분야의 혁신과 발전으로 사람들은 점점 더 작은 규모의 시스템 장치와 마이크로 규모의 구조에서 점점 더 완벽한 기능을 갖춘 시스템 장치를 끊임없이 추구하고 있습니다. Shape는 이미 소형화가 미래의 중요한 발전 방향이라는 선견지명을 제시했으며, 제조 기술이 매크로에서 마이크로로 진화하여 마이크로 스케일 분야에서 다양한 대량 재생산 처리 도구를 만들 것이라는 점을 정확하게 예측했습니다.
1948년 바르댕 분라이 등이 트랜지스터를 발명한 이래로 사람들은 가능한 가장 작은 면적에 더 많은 전자 기능 단위를 통합하는 것을 목적으로 반도체 재료의 미세 가공을 시작했습니다. 마이크로 일렉트로닉스 기술의 급속한 발전으로 집적 회로 칩의 규모가 계속 줄어들고 있지만 사람들은 반도체 칩 배치 제조 기술을 사용하면 수백만 개의 스마트 소형 부품을 동시에 생산할 수 있다는 사실을 깨닫고 제조 기술 분야에서 새로운 돌파구의 마이크로 규모 생산에 대해 계속 탐구하도록 영감을주었습니다.
많은 거시 기계 시스템의 마이크로미터 단위 프로토타입 생산은 마이크로 및 소규모 기계 제작 분야에서 새로운 혁명을 시작했습니다.
1962년 최초의 실리콘 마이크로 압력 센서에 이어 50um-500um 크기의 기어, 기어 펌프, 공압 터빈 및 기타 마이크로 구조물이 등장하고 1987년에는 60-120um 실리콘 마이크로 정전기 모터의 로터 직경이 개발되어 실리콘 미세 가공 공정을 사용하여 작은 가동 구조와 작은 시스템 전위 생산에 적합한 집적 회로를 생산하는 것을 보여주었으며 이는 또한 마이크로 전기 기계 시스템 (MEMS)의 출현으로 이어졌습니다. 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS)의 등장 1987년 미국에서 개최된 IEEE 마이크로 로봇 및 텔레 오퍼레이터 컨퍼런스에서 "작은 기계, 마이크로 역학 보고서의 신흥 분야에 대한 큰 기회"를 주제로 하여 이 연구가 세계적인 연구가 되었음을 알렸습니다. 이 컨퍼런스의 제목은 "작은 기계, 큰 기회 - 떠오르는 미세역학 분야에 대한 보고서"였습니다.
마이크로 전자 기계 시스템은 거시적 기계의 소형화나 미세 구조의 단순한 중첩이 아니라 다양한 기능을 구현하기 위해 서로 다른 기능 단위를 연결하는 수많은 인터페이스를 갖춘 완전한 시스템입니다. 외부 환경의 빛, 전기, 온도, 힘, 소리 및 기타 물리적, 화학적 신호를 센서가 감지하여 전기 신호로 변환하고 정보 수집, 변환 및 처리 후 신호를 컨트롤러로 전송하고 증폭기로 증폭하여 액추에이터가 외부 세계와 상호 작용하도록 제어합니다. 단일 전기 기능만을 포함하는 기존의 집적 회로에 비해 MEMS는 센서를 통해 외부의 빛, 전기, 온도, 힘, 소리 및 기타 물리적, 화학적 신호를 감지하고 액추에이터의 반응을 제어하여 외부 세계와 상호 작용할 수 있습니다.
마이크로전자기계 시스템 기술은 정밀 마이크로 기계, 마이크로 전자공학, 재료 과학, 미세 가공, 시스템 및 제어 기술과 물리학, 화학, 기계학, 생물학과 같은 기타 다학제 및 기초 학문을 포함하는 여러 학문이 교차하는 신흥 학문 분야입니다. 마이크로 전자 기계 시스템의 목표는 한편으로는 소형화 및 통합을 통해 수백만 개의 중소형 부품 및 부품을 대량 생산하고 비용을 크게 절감 할 수 있으며 에너지 절약, 재료 절약, 작은 관성, 쉬운 제어, 고속, 고 정보 밀도, 고 기능 밀도, 고 상호 연결 밀도 등의 장점을 가지고 있으며 매우 작은 공간에서 다양한 기능을 달성 할 수 있으며 다른 한편으로는 다양한 새로운 기능을 가진 다양한 유형의 마이크로 시스템을 준비하는 데 있습니다. 다른 한편으로는 적혈구를 집어 올릴 수 있는 마이크로 핀셋, 자기장 속에서 날아다니는 기계 나비, 다변수 변수에 의해 조정 및 제어가 가능하고 사람의 혈관 속으로 들어가 진단 및 치료 작업을 수행할 수 있는 마이크로 로봇 등 대형 시스템으로는 불가능한 작업을 수행할 수 있는 새로운 기능을 가진 다양한 종류의 마이크로 시스템을 준비하는 데에도 있습니다.
미세전자기계 시스템 기술은 작고 복잡한 시스템으로, 이 시스템을 구현하기 위해서는 이론적 연구 기반 외에도 (1) 구조 및 기능성 재료 등 재료 선택을 포함한 미세전자기계 시스템 설계 기술 (2) 높은 깊이 대 폭비 가공, 다층 또는 3차원 미세 구조 가공 등 미세 가공 기술 (3) 빛, 전기, 온도, 힘, 소리 등 마이크로 센서 마이크로 액추에이터 마이크로 펌프, 마이크로 밸브, 마이크로 스위치 및 조립 및 접합 기술과 같은 기타 핵심 기술을 포함한 다양한 기본 기술을 개발해야 합니다. 마이크로 액추에이터 마이크로 펌프, 마이크로 밸브, 마이크로 스위치 등 (5) 마이크로 전자기계 시스템 조립 및 본딩 기술 및 기타 핵심 기술. 마이크로 시스템 기술의 기초 연구는 연구 대상의 크기 감소, 미크론 나노미터 규모의 미세 역학, 미세 유체 역학, 미세 열역학, 미세 마찰, 미세 광학, 표면의 미세 구조 및 물리적 효과, 화학 공정 등에 대한 심층 탐구 및 인식의 필요성과 함께 나노 기술이 직면 한 주요 문제를 다룹니다.
MEMS의 기반 기술 중 미세가공 기술은 MEMS를 실현하기 위한 기반이며, MEMS의 핵심 기술이자 연구 분야이기도 합니다.
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