MEMS​

Τα MEMS, που αντιπροσωπεύουν τα MicroElectroMechanical Systems είναι μικρομηχανές κλίμακας τσιπ που αποτελούνται από εξαρτήματα μεγέθους μεταξύ 1 και 100 μικρομέτρων (ένα μικρόμετρο είναι το ένα εκατομμυριοστό του μέτρου) και οι συσκευές MEMS κυμαίνονται γενικά σε μεγέθη από 20 micrometers_cc781905-5cde-319136_bad3b- (20 εκατομμυριοστά του μέτρου) έως ένα χιλιοστό. Οι περισσότερες συσκευές MEMS έχουν διάμετρο μερικές εκατοντάδες μικρά. Συνήθως αποτελούνται από μια κεντρική μονάδα που επεξεργάζεται δεδομένα, τον μικροεπεξεργαστή και πολλά εξαρτήματα που αλληλεπιδρούν με το εξωτερικό, όπως μικροαισθητήρες. Σε τόσο μικρές κλίμακες μεγέθους, οι κανόνες της κλασικής φυσικής δεν είναι πάντα χρήσιμοι. Λόγω της μεγάλης αναλογίας επιφάνειας προς όγκο του MEMS, τα επιφανειακά φαινόμενα όπως η ηλεκτροστατική και η διαβροχή κυριαρχούν σε εφέ όγκου όπως η αδράνεια ή η θερμική μάζα. Επομένως, ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη του MEMS απαιτεί συγκεκριμένη εμπειρία στο πεδίο, καθώς και συγκεκριμένο λογισμικό που λαμβάνει υπόψη αυτούς τους μη κλασικούς κανόνες φυσικής.

​

Τα MEMS έγιναν πρακτικά ειδικά τις τελευταίες δεκαετίες αφού μπορούσαν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας τροποποιημένες τεχνολογίες κατασκευής συσκευών ημιαγωγών, οι οποίες συνήθως χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή ηλεκτρονικών. Αυτές περιλαμβάνουν χύτευση και επιμετάλλωση, υγρή χάραξη (KOH, TMAH) και ξηρή χάραξη (RIE και DRIE), κατεργασία με ηλεκτρική εκκένωση (EDM), εναπόθεση λεπτής μεμβράνης και άλλες τεχνολογίες ικανές να κατασκευάζουν πολύ μικρές συσκευές.

​

Εάν έχετε μια νέα ιδέα MEMS αλλά δεν διαθέτετε τα εξειδικευμένα εργαλεία σχεδίασης ή/και τη σωστή τεχνογνωσία, μπορούμε να σας βοηθήσουμε. Μετά το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την κατασκευή, μπορούμε να αναπτύξουμε προσαρμοσμένο δοκιμαστικό υλικό και λογισμικό για το προϊόν MEMS σας. Συνεργαζόμαστε με μια σειρά από καθιερωμένα χυτήρια που ειδικεύονται στην κατασκευή MEMS. Τόσο οι γκοφρέτες 150mm όσο και οι 200mm υποβάλλονται σε επεξεργασία σύμφωνα με περιβάλλοντα εγγεγραμμένα με ISO/TS 16949 και ISO 14001 και συμβατά με RoHS. Είμαστε σε θέση να εκτελούμε έρευνα αιχμής, σχεδιασμό, ανάπτυξη, δοκιμές, πιστοποίηση, πρωτοτυποποίηση καθώς και εμπορική παραγωγή μεγάλου όγκου. Ορισμένες δημοφιλείς συσκευές MEMS στις οποίες έχουν εμπειρία οι μηχανικοί μας περιλαμβάνουν:

​

• Επιταχυνσιόμετρα

• Γυροσκόπια/ Γύρος

• Μαγνητόμετρα

• Μικρόφωνα

• Αντηχεία

• Οπτικό MEMS(όπως ψηφιακοί προβολείς, όλοι οι διακόπτες οπτικών ινών)

• Ενεργοποιητές MEMSκαι Αισθητήρες (όπως αισθητήρας κίνησης, αισθητήρας πίεσης)

• RF Switches & Varactors

• Θεριζοαλωνιστικές Μηχανές Ενέργειας

• Μικροβολόμετρα

 

Οι μικροσκοπικοί αισθητήρες και ενεργοποιητές MEMS έχουν ενεργοποιήσει νέες λειτουργίες σε έξυπνα τηλέφωνα, tablet, αυτοκίνητα, προβολείς… κ.λπ. και είναι κρίσιμα για το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT). Από την άλλη πλευρά, το MEMS παρουσιάζει εξειδικευμένες προκλήσεις μηχανικής, συμπεριλαμβανομένων μη τυπικών διαδικασιών κατασκευής, αλληλεπιδράσεων πολλαπλών φυσικών, ενοποίησης με IC και προσαρμοσμένων απαιτήσεων ερμητικής συσκευασίας. Χωρίς μια συγκεκριμένη πλατφόρμα σχεδίασης MEMS, απαιτούνται συχνά πολλά χρόνια για να κυκλοφορήσει ένα προϊόν MEMS στην αγορά. Χρησιμοποιούμε προηγμένα εργαλεία για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη MEMS. Το Tanner MEMS Design μας επιτρέπει την υποστήριξη σχεδίασης και κατασκευής 3D MEMS σε ένα ενοποιημένο περιβάλλον και διευκολύνει την ενσωμάτωση συσκευών MEMS με κύκλωμα επεξεργασίας αναλογικού/μικτού σήματος στο ίδιο IC. Ενισχύει τη δυνατότητα κατασκευής συσκευών MEMS μέσω μηχανικών, θερμικών, ακουστικών, ηλεκτρικών, ηλεκτροστατικών, μαγνητικών και ρευστών αναλύσεων. Άλλα εργαλεία λογισμικού από την Coventor μας προσφέρουν ισχυρές πλατφόρμες για σχεδιασμό, προσομοίωση, επαλήθευση και μοντελοποίηση διαδικασιών MEMS. Η πλατφόρμα του Coventor αντιμετωπίζει ειδικές προκλήσεις μηχανικής MEMS, όπως αλληλεπιδράσεις πολλαπλών φυσικών, παραλλαγές διεργασιών, ενσωμάτωση MEMS+IC, αλληλεπίδραση MEMS+πακέτο. Οι μηχανικοί μας MEMS είναι σε θέση να μοντελοποιούν και να προσομοιώνουν τη συμπεριφορά και τις αλληλεπιδράσεις της συσκευής πριν δεσμευτούν για την πραγματική κατασκευή και σε ώρες ή ημέρες, μπορούν να μοντελοποιήσουν ή να προσομοιώσουν εφέ που κανονικά θα χρειάζονταν μήνες κατασκευής και δοκιμών στο fab. Μερικά από τα προηγμένα εργαλεία που χρησιμοποιούν οι σχεδιαστές μας MEMS είναι τα ακόλουθα.

 

Για προσομοιώσεις:

• Tanner MEMS Design Flow από τον Mentor

• MEMS+, CoventorWare, SEMulator3D από την Coventor

• IntelliSense

• Comsol MEMS Module

• ANSYS

 

Για το σχέδιο μάσκας:

• AutoCAD

• διανυσματικά έργα

• Επεξεργαστής διάταξης

 

Για μοντελοποίηση:

• Solidworks

 

Για υπολογισμούς, αναλυτική, αριθμητική ανάλυση:

• Matlab

• MathCAD

• Mathematica

 

Ακολουθεί μια σύντομη λίστα των εργασιών σχεδιασμού και ανάπτυξης MEMS που εκτελούμε:

• Δημιουργήστε ένα μοντέλο MEMS 3D από τη διάταξη

• Έλεγχος κανόνων σχεδίασης για κατασκευαστικότητα MEMS

• Προσομοίωση συσκευών MEMS σε επίπεδο συστήματος και σχεδιασμός IC

• Ολοκληρωμένη οπτικοποίηση γεωμετρίας στρώσης & σχεδίασης

• Αυτόματη δημιουργία διάταξης με παραμετροποιημένα κελιά

• Δημιουργία μοντέλων συμπεριφοράς των συσκευών MEMS σας

• Προηγμένη διάταξη μάσκας και ροή επαλήθευσης

• Εξαγωγή αρχείων DXF   

​

ΜΙΚΡΟΡΕΥΣΤΗΡΙΑ

Οι εργασίες σχεδίασης και ανάπτυξης συσκευών μικρορευστοποίησης στοχεύουν στην κατασκευή συσκευών και συστημάτων στα οποία γίνεται χειρισμός μικρού όγκου υγρών. Έχουμε τη δυνατότητα να σχεδιάσουμε μικρορευστικές συσκευές για εσάς και να προσφέρουμε πρωτότυπα και μικροκατασκευή προσαρμοσμένα στις εφαρμογές σας. Παραδείγματα μικρορευστικών συσκευών είναι συσκευές μικροπροώθησης, συστήματα εργαστηρίου σε τσιπ, μικροθερμικές συσκευές, κεφαλές εκτύπωσης inkjet και άλλα. Στη μικρορευστολογία πρέπει να ασχοληθούμε με τον ακριβή έλεγχο και χειρισμό των ρευστών που περιορίζονται σε περιοχές κάτω του χιλιοστού. Τα υγρά μετακινούνται, αναμιγνύονται, διαχωρίζονται και επεξεργάζονται. Στα μικρορευστικά συστήματα τα υγρά μετακινούνται και ελέγχονται είτε ενεργά χρησιμοποιώντας μικροσκοπικές μικροαντλίες και μικροβαλβίδες και τα παρόμοια είτε εκμεταλλευόμενοι παθητικά τις τριχοειδείς δυνάμεις. Με τα συστήματα lab-on-a-chip, οι διεργασίες που κανονικά εκτελούνται σε ένα εργαστήριο μικρογραφούνται σε ένα μόνο τσιπ προκειμένου να ενισχυθεί η αποτελεσματικότητα και η κινητικότητα καθώς και να μειωθούν οι όγκοι δειγμάτων και αντιδραστηρίων.

Μερικές σημαντικές εφαρμογές των μικρορευστοποιητικών συσκευών και συστημάτων είναι:

​

- Εργαστήρια σε ένα τσιπ

- Έλεγχος ναρκωτικών

- Τεστ γλυκόζης

- Χημικός μικροαντιδραστήρας

- Ψύξη μικροεπεξεργαστή

- Μικροκυψέλες καυσίμου

- Κρυστάλλωση πρωτεΐνης

- Ταχεία αλλαγή φαρμάκων, χειρισμός μονοκυττάρων

- Μονοκυτταρικές μελέτες

- Συντονίσιμες συστοιχίες οπτικών ρευστών μικροφακών

- Μικροϋδραυλικά & μικροπνευματικά συστήματα (αντλίες υγρών,

βαλβίδες αερίου, συστήματα ανάμειξης... κ.λπ.)

- Συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης Biochip

- Ανίχνευση χημικών ειδών

- Βιοαναλυτικές εφαρμογές

- On-chip ανάλυση DNA και πρωτεΐνης

- Συσκευές ψεκασμού ακροφυσίων

- Κύτταρα ροής χαλαζία για ανίχνευση βακτηρίων

- Διπλή ή πολλαπλά τσιπ δημιουργίας σταγονιδίων

​

Η AGS-Engineering προσφέρει επίσης συμβουλές, σχεδιασμό και ανάπτυξη προϊόντων σε συστήματα και προϊόντα αερίων και υγρών, σε μικρή κλίμακα. Χρησιμοποιούμε προηγμένα εργαλεία Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (CFD) καθώς και εργαστηριακές δοκιμές για την κατανόηση και την οπτικοποίηση της σύνθετης συμπεριφοράς ροής. Οι μηχανικοί μικρορευστοποίησης μας έχουν χρησιμοποιήσει εργαλεία CFD και μικροσκοπία για να χαρακτηρίσουν τα φαινόμενα μεταφοράς υγρών σε μικροκλίμακα σε πορώδη μέσα. Έχουμε επίσης στενή συνεργασία με χυτήρια για έρευνα, σχεδιασμό. Ανάπτυξη και προμήθεια εξαρτημάτων μικρορευστών & bioMEMS. Μπορούμε να σας βοηθήσουμε να σχεδιάσετε και να κατασκευάσετε τα δικά σας μικρορευστοποιημένα τσιπ. Η έμπειρη ομάδα σχεδιασμού τσιπ μας μπορεί να σας βοηθήσει στο σχεδιασμό, τη δημιουργία πρωτοτύπων και την κατασκευή μικρών παρτίδων και ποσοτήτων μικρορευστών τσιπ για τη συγκεκριμένη εφαρμογή σας. Η έναρξη με συσκευές σε πλαστικά συνιστάται για γρήγορες δοκιμές, καθώς απαιτεί λιγότερο χρόνο και κόστος για την κατασκευή σε σύγκριση με συσκευές σε PDMS. Μπορούμε να κατασκευάσουμε Microfluidic μοτίβα σε πλαστικά όπως PMMA, COC. Μπορούμε να κάνουμε φωτολιθογραφία ακολουθούμενη από μαλακή λιθογραφία για να δημιουργήσουμε μικρορευστικά μοτίβα στο PDMS. Παράγουμε μεταλλικούς πλοίαρχους, φτιάχνουμε σχέδια σε ορείχαλκο και αλουμίνιο. Η κατασκευή της συσκευής σε PDMS και η κατασκευή μοτίβων σε πλαστικά και μέταλλα μπορεί να ολοκληρωθεί μέσα σε λίγες εβδομάδες. Μπορούμε να παρέχουμε συνδέσμους για μοτίβα κατασκευασμένα σε πλαστικά κατόπιν αιτήματος, όπως συνδέσμους θύρας συμβατούς για μέγεθος θύρας 1 mm μαζί με εξάρτημα για τη σύνδεση τριχοειδών σωλήνων PEEK 360 micron. Αρσενικό mini luer με συγκρότημα μεταλλικών πείρων μπορεί να παρασχεθεί για τη σύνδεση του σωλήνα tygon εσωτερικής διαμέτρου 0,5 mm μεταξύ των θυρών υγρού και της αντλίας σύριγγας. Δεξαμενές αποθήκευσης υγρών χωρητικότητας 100 μl. μπορεί επίσης να παρασχεθεί. Εάν έχετε ήδη σχέδιο, μπορείτε να υποβάλετε σε μορφές Autocad, .dwg ή .dxf.

​

​