MEMS​

MEMS は、MicroElectroMechanical Systems の略で、サイズが 1 ～ 100 マイクロメートル (マイクロメートルは 1 メートルの 100 万分の 1) のコンポーネントで構成される小さなチップ スケールのマイクロマシンであり、MEMS デバイスは一般に 20 マイクロメートルからのサイズの範囲です  (2000 万分の 1 メートル) からミリメートル。ほとんどの MEMS デバイスは、幅が数百ミクロンです。通常、データを処理する中央ユニット、マイクロプロセッサ、およびマイクロセンサーなどの外部と相互作用するいくつかのコンポーネントで構成されます。このような小さなスケールでは、古典物理学のルールが常に役立つとは限りません。 MEMS は表面積と体積の比率が大きいため、静電気や湿潤などの表面効果が、慣性や熱質量などの体積効果を支配します。したがって、MEMS の設計と開発には、この分野での特定の経験と、これらの非古典的な物理法則を考慮した特定のソフトウェアが必要です。

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MEMS は、通常は電子機器の製造に使用されていた修正された半導体デバイス製造技術を使用して製造できるようになってから、特に過去数十年の間に実用化されました。これらには、成形とめっき、ウェット エッチング (KOH、TMAH) とドライ エッチング (RIE と DRIE)、放電加工 (EDM)、薄膜堆積、および非常に小さなデバイスを製造できるその他の技術が含まれます。

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新しい MEMS コンセプトを持っていても、専用の設計ツールや適切な専門知識を持っていない場合は、当社がお手伝いします。設計、開発、製造の後、MEMS 製品用にカスタマイズされたテスト ハードウェアとソフトウェアを開発できます。当社は、MEMS 製造を専門とする多くの確立されたファウンドリと協力しています。 150mm と 200mm のウェーハはいずれも、ISO/TS 16949 および ISO 14001 に登録され、RoHS に準拠した環境で処理されます。最先端の研究、設計、開発、テスト、認定、プロトタイピング、および大量の商業生産を行うことができます。当社のエンジニアが経験したいくつかの一般的な MEMS デバイスには、次のものがあります。

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• 加速度計

• ジャイロスコープ/ ジャイロ

• 磁力計

• マイク

• 共振器

• 光MEMS（デジタルプロジェクター、全光ファイバースイッチなど）

• MEMSアクチュエータおよびセンサー（モーションセンサー、圧力センサーなど）

• RF スイッチ & バラクター

• エナジーハーベスター

• マイクロボロメータ

 

小型の MEMS センサーとアクチュエーターは、スマートフォン、タブレット、自動車、プロジェクターなどで新しい機能を実現しています。モノのインターネット (IoT) にとって重要です。一方、MEMS は、非標準の製造プロセス、マルチフィジックスの相互作用、IC との統合、およびカスタム ハーメチック パッケージ要件など、特殊なエンジニアリング上の課題を提示します。 MEMS 固有の設計プラットフォームがなければ、MEMS 製品を市場に投入するには何年もかかることがよくあります。 MEMS の設計と開発には高度なツールを使用します。 Tanner MEMS Design は、3D MEMS の設計と製造を 1 つの統合環境でサポートできるようにし、MEMS デバイスとアナログ/混合信号処理回路を同じ IC に簡単に統合できるようにします。機械、熱、音響、電気、静電気、磁気、流体の解析により、MEMS デバイスの製造可能性を向上させます。 Coventor の他のソフトウェア ツールは、MEMS 設計、シミュレーション、検証、およびプロセス モデリングのための強力なプラットフォームを提供してくれます。 Coventor のプラットフォームは、マルチフィジックス相互作用、プロセス変動、MEMS+IC 統合、MEMS+パッケージ相互作用など、MEMS 固有のエンジニアリングの課題に対処します。当社の MEMS エンジニアは、実際の製造に取りかかる前に、デバイスの動作と相互作用をモデル化してシミュレートすることができます。数時間または数日で、ファブでの構築とテストに通常数か月かかる効果をモデル化またはシミュレートできます。 MEMS 設計者が使用する高度なツールの一部を以下に示します。

 

シミュレーションの場合:

• Mentor からの Tanner MEMS 設計フロー

• Coventor の MEMS+、CoventorWare、SEMulator3D

• インテリセンス

• コムソル MEMS モジュール

• アンシス

 

マスクを描画する場合:

• AutoCAD

• ベクターワークス

• レイアウトエディタ

 

モデリングの場合:

• ソリッドワークス

 

計算、解析、数値解析用:

• マトラブ

• MathCAD

• マテマティカ

 

以下は、当社が行っている MEMS 設計および開発作業の簡単なリストです。

• レイアウトからMEMS 3Dモデルを作成

• MEMSの製造可能性のためのデザインルールチェック

• MEMS デバイスと IC 設計のシステムレベルのシミュレーション

• 完全なレイヤーとデザイン ジオメトリの視覚化

• パラメータ化されたセルを使用した自動レイアウト生成

• MEMS デバイスの動作モデルの生成

• 高度なマスク レイアウトと検証フロー

• DXF ファイルのエクスポート   

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マイクロフルイディクス

当社のマイクロ流体デバイスの設計および開発業務は、少量の流体を扱うデバイスおよびシステムの製造を目的としています。お客様のためにマイクロ流体デバイスを設計する能力があり、お客様のアプリケーションに合わせてカスタマイズされたプロトタイピングとマイクロマニュファクチャリングを提供します。マイクロ流体デバイスの例としては、マイクロ推進デバイス、ラボオンチップ システム、マイクロサーマル デバイス、インクジェット プリントヘッドなどがあります。マイクロフルイディクスでは、サブミリ領域に制限された流体の正確な制御と操作に対処する必要があります。流体は移動、混合、分離、処理されます。マイクロ流体システムでは、流体は、小さなマイクロポンプやマイクロバルブなどを能動的に使用するか、毛細管力を利用して受動的に移動および制御されます。ラボ オン チップ システムでは、通常はラボで実行されるプロセスが 1 つのチップ上で小型化され、効率と移動性が向上し、サンプルと試薬の量が削減されます。

マイクロ流体デバイスとシステムのいくつかの主要なアプリケーションは次のとおりです。

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- チップ上の実験室

- 薬物スクリーニング

- グルコース検査

- 化学マイクロリアクター

- マイクロプロセッサの冷却

- マイクロ燃料電池

- タンパク質の結晶化

- 迅速な薬剤変更、単一細胞の操作

- 単一細胞研究

- 調整可能なオプトフルイディック マイクロレンズ アレイ

- マイクロ油圧およびマイクロ空気圧システム (液体ポンプ、

ガスバルブ、混合システム…など）

- バイオチップ早期警報システム

- 化学種の検出

- 生物分析アプリケーション

- オンチップ DNA およびタンパク質分析

・ノズルスプレー装置

- 細菌検出用石英フローセル

- デュアルまたはマルチドロップレット生成チップ

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AGS-Engineering はまた、気体および液体のシステムおよび製品のコンサルティング、設計、および製品開発を小規模で提供しています。高度な計算流体力学 (CFD) ツールと実験室でのテストを使用して、複雑な流れの挙動を理解し、視覚化します。当社のマイクロフルイディクス エンジニアは、CFD ツールと顕微鏡を使用して、多孔質媒体におけるマイクロスケールの液体輸送現象を特徴付けてきました。また、ファウンドリーと密接に協力して研究、設計を行っています。マイクロ流体およびバイオMEMSコンポーネントの開発と供給。独自のマイクロ流体チップの設計と製造をお手伝いします。当社の経験豊富なチップ設計チームは、お客様の特定の用途に合わせた小ロットおよび大量のマイクロ流体チップの設計、プロトタイピング、製造を通じてお客様を支援します。 PDMS 上のデバイスと比較して、製造にかかる時間とコストが少ないため、プラスチック上のデバイスから始めることをお勧めします。 PMMA、COCなどのプラスチック上にマイクロ流体パターンを作製できます。フォトリソグラフィーに続いてソフトリソグラフィーを実行して、PDMS 上にマイクロ流体パターンを作成できます。私たちは、真鍮とアルミニウムのパターンをフライス加工することにより、金属マスターを製造しています。 PDMS でのデバイスの製造と、プラスチックや金属でのパターンの作成は、数週間以内に完了することができます。 1 mm のポート サイズに対応するポート コネクタや、360 ミクロンの PEEK キャピラリ チューブを接続するためのフィッティングなど、ご要望に応じてプラスチック上に製造されたパターン用のコネクタを提供できます。液体ポートとシリンジ ポンプの間に内径 0.5 mm のタイゴン チューブを接続するために、金属製のピン アセンブリを備えたオスのミニ ルアーを提供できます。容量100μlの液体貯蔵リザーバー。提供することもできます。すでに設計がある場合は、Autocad、.dwg、または .dxf 形式で提出できます。

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