MEMs के निर्माण के लिए कदम

माइक्रो इलेक्ट्रो मैकेनिकल सिस्टम लघु उपकरणों और संरचनाओं की एक प्रणाली है जिसे माइक्रोफाइब्रिकेशन तकनीकों का उपयोग करके निर्मित किया जा सकता है। यह एक सामान्य सिलिकॉन सब्सट्रेट पर एक साथ गढ़े गए माइक्रोसेंसर, माइक्रोएक्ट्यूएटर और अन्य माइक्रोस्ट्रक्चर की एक प्रणाली है। एक सामान्य एमईएमएस प्रणाली में एक माइक्रोसेन्सर होता है जो पर्यावरण को होश में लाता है और पर्यावरण चर को एक में परिवर्तित करता है विद्युत सर्किट । माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक विद्युत संकेत और माइक्रोएक्टुएटर प्रक्रिया करता है तदनुसार पर्यावरण में परिवर्तन का उत्पादन करने के लिए काम करता है।

एमईएमएस डिवाइस के निर्माण में माइक्रो आईसी की प्रक्रिया के साथ-साथ सिलिकॉन के चयनात्मक निष्कासन या अन्य संरचनात्मक परतों के जोड़ के साथ बुनियादी आईसी निर्माण विधियों को शामिल किया गया है।

बल्क माइक्रोक्राइनिंग का उपयोग करके एमईएम फैब्रिकेशन के चरण:

बल्क माइक्रोकैचिंग टेक्निक इनवॉल्विंग फोटोलिथोग्राफी

• चरण 1 : पहले चरण में सर्किट के सर्किट डिजाइन और ड्राइंग को एक पेपर पर या पीएसपीस या प्रोटीस जैसे सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना शामिल है।
• चरण 2 : दूसरे चरण में सीएडी (कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन) का उपयोग करके सर्किट और मॉडलिंग का अनुकरण शामिल है। सीएडी का उपयोग फोटोलिथोग्राफिक मास्क को डिजाइन करने के लिए किया जाता है जिसमें क्रोमियम पैटर्न के साथ लेपित ग्लास प्लेट होती है।
• चरण 3 : तीसरे चरण में फोटोलिथोग्राफी शामिल है। इस चरण में, सिलिकॉन डाइऑक्साइड जैसी इन्सुलेट सामग्री की एक पतली फिल्म सिलिकॉन सब्सट्रेट पर लेपित होती है, और इसके ऊपर, एक कार्बनिक परत, जो पराबैंगनी किरणों के प्रति संवेदनशील होती है, स्पिन कोटिंग तकनीक का उपयोग करके जमा की जाती है। फिर फोटोलिथोग्राफिक मास्क को कार्बनिक परत के संपर्क में रखा जाता है। पूरे वफ़र को फिर यूवी विकिरण के अधीन किया जाता है, जिससे पैटर्न मास्क को कार्बनिक परत में स्थानांतरित किया जा सकता है। विकिरण या तो photoresistor को मजबूत करता है, इसे कमजोर करता है। उजागर फोटोरसिस्ट पर खुला ऑक्साइड हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपयोग करके हटा दिया जाता है। शेष फ़्लोरेसिस्ट को गर्म सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करके हटा दिया जाता है और परिणामी सब्सट्रेट पर एक ऑक्साइड पैटर्न होता है, जिसका उपयोग मास्क के रूप में किया जाता है।
• चरण 4 : चौथे चरण में अप्रयुक्त सिलिकॉन या नक़्क़ाशी को हटाना शामिल है। यह गीला नक़्क़ाशी या सूखी नक़्क़ाशी का उपयोग करके सब्सट्रेट के एक थोक को हटाने में शामिल है। गीले नक़्क़ाशी में, सब्सट्रेट को एक रासायनिक वगैरह के तरल घोल में डुबोया जाता है, जो सभी दिशाओं (आइसोट्रोपिक वीलेंट) या एक विशेष दिशा (एनिसोट्रोपिक वगैरह) में समान रूप से उजागर सब्सट्रेट को बाहर निकालता है या हटाता है। लोकप्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले व्यापारी एचएनए (हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड, नाइट्रिक एसिड और एसिटिक एसिड) और केओएच (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) हैं।
• चरण 5 : पांचवें चरण में बहुस्तरीय वफ़र या 3 डी संरचना का उत्पादन करने के लिए दो या अधिक वेफर्स शामिल होना शामिल है। यह फ्यूजन बॉन्डिंग का उपयोग करके किया जा सकता है जिसमें परतों के बीच सीधा संबंध या एनोडिक बॉन्डिंग का उपयोग करना शामिल है।
• चरण 6 : ६^वेंचरण में एकल सिलिकॉन चिप पर एमईएमएस डिवाइस को इकट्ठा करना और एकीकृत करना शामिल है।
• चरण 7 : 7^वेंकदम में बाहरी वातावरण से सुरक्षा, पर्यावरण के लिए उचित संबंध, न्यूनतम विद्युत हस्तक्षेप से सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए पूरी विधानसभा की पैकेजिंग शामिल है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पैकेज धातु पैकेज और सिरेमिक खिड़की पैकेज हैं। चिप्स को एक तार संबंध तकनीक का उपयोग करके या फ्लिप-चिप प्रौद्योगिकी का उपयोग करके सतह पर बंधुआ किया जाता है जहां चिप को एक चिपकने वाली सामग्री का उपयोग करके सतह पर बांधा जाता है जो हीटिंग पर पिघलता है, चिप और सब्सट्रेट के बीच विद्युत कनेक्शन बनाता है।

एमईएमएस फैब्रिकेशन सर्फेस माइक्रोमिचिंग का उपयोग करते हुए

भूतल माइक्रोकैचिनिंग का उपयोग करके कैंटिलीवर संरचना का निर्माण

• पहला कदम एक कम दबाव वाले रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक का उपयोग करके सिलिकॉन सब्सट्रेट पर अस्थायी परत (एक ऑक्साइड परत या एक नाइट्राइड परत) का जमाव शामिल है। यह परत बलि की परत है और विद्युत अलगाव प्रदान करती है।
• दूसरा चरण इसमें स्पेसर परत का चित्रण शामिल है जो एक फॉस्फोसिलिकेट ग्लास हो सकता है, जिसका उपयोग संरचनात्मक आधार प्रदान करने के लिए किया जाता है।
• तीसरा कदम सूखी नक़्क़ाशी तकनीक का उपयोग करके परत की बाद की नक़्क़ाशी शामिल है। सूखी नक़्क़ाशी तकनीक प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी हो सकती है, जहाँ खोदी जाने वाली सतह गैस या वाष्प चरण नक़्क़ाशी के तेज आयनों के अधीन होती है।
• चौथा चरण इसमें संरचनात्मक परत बनाने के लिए फॉस्फोरस-डोपेड पॉलीसिलिकॉन के रासायनिक बयान शामिल हैं।
• पाँचवाँ चरण अंतर्निहित परतों को प्रकट करने के लिए संरचनात्मक परत की सूखी नक़्क़ाशी या हटाना शामिल है।
• छठा चरण आवश्यक संरचना बनाने के लिए ऑक्साइड परत और स्पेसर परत को हटाना शामिल है।
• बाकी चरण बल्क माइक्रोक्रैकिंग तकनीक के समान हैं।

LIGA तकनीक का उपयोग कर विनिर्माण विनिर्माण।

यह एक निर्माण तकनीक है जिसमें एक ही सब्सट्रेट पर लिथोग्राफी, इलेक्ट्रोप्लेटिंग और मोल्डिंग शामिल है।

LIGA प्रक्रिया

• 1^{अनुसूचित जनजाति}कदम एक पैटर्न बनाने के लिए सब्सट्रेट पर टाइटेनियम या तांबा या एल्यूमीनियम की एक परत का चित्रण शामिल है।
• दो^{एन डी}कदम इसमें निकल की एक पतली परत का चित्रण शामिल है जो चढ़ाना आधार के रूप में कार्य करता है।
• ३^{तृतीय}कदम इसमें पीएमएमए (पॉलीमेथाइल मेथा एक्रिलाट) जैसी एक्स-रे संवेदनशील सामग्री शामिल है।
• ४^वेंकदम सतह पर एक मुखौटा संरेखित करना और PMMA को एक्स-रे विकिरण में उजागर करना शामिल है। पीएमएमए के उजागर क्षेत्र को हटा दिया जाता है और मास्क द्वारा कवर किया गया शेष बचा रहता है।
• ५^वेंकदम पीएमएमए आधारित संरचना को एक विद्युत स्नान में रखना शामिल है जिसमें निकेल को हटाए गए पीएमएमए क्षेत्रों पर चढ़ाया जाता है।
• ६^वेंकदम आवश्यक संरचना को प्रकट करने के लिए शेष पीएमएमए परत और चढ़ाना परत को हटाने में शामिल है।

एमईएमएस प्रौद्योगिकी के लाभ

1. यह कार्यक्षमता या प्रदर्शन पर किसी भी समझौते के बिना लघुकरण की आवश्यकता के लिए एक कुशल समाधान प्रदान करता है।
2. विनिर्माण की लागत और समय कम हो जाता है।
3. एमईएम फैब्रिकेटेड डिवाइस अधिक तेज, विश्वसनीय और सस्ते हैं
4. उपकरणों को आसानी से सिस्टम में एकीकृत किया जा सकता है।

एमईएम के तीन व्यावहारिक उदाहरण गढ़े गए उपकरण

• ऑटोमोबाइल एयरबैग सेंसर : एमईएमएस निर्मित उपकरणों का अग्रणी अनुप्रयोग ऑटोमोबाइल एयरबैग सेंसर था जिसमें एक एक्सेलेरोमीटर (कार की गति या त्वरण को मापने के लिए) शामिल था। नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स यूनिट एक सिंगल चिप पर निर्मित होती है जिसे एयरबैग पर एम्बेड किया जा सकता है और तदनुसार एयरबैग की मुद्रास्फीति को नियंत्रित करता है।

• बायोमेम्स डिवाइस : एमईएम फैब्रिकेटेड डिवाइस में दांत जैसी संरचना होती है जिसे सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज द्वारा विकसित किया गया है जिसमें लाल रक्त कोशिका को फंसाने, इसे डीएनए, प्रोटीन या ड्रग्स के साथ इंजेक्ट करने और फिर इसे वापस छोड़ने का प्रावधान है।

• इंकजेट प्रिंटर हैडर: एमईएम डिवाइस को एचपी द्वारा निर्मित किया गया है जिसमें प्रतिरोधों की एक सरणी होती है जिसे माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण का उपयोग करके निकाल दिया जा सकता है और जैसे-जैसे स्याही गर्म प्रतिरोधों से गुजरती है, यह बुलबुले के लिए वाष्पीकृत हो जाता है और इन बुलबुले को नोजल के माध्यम से डिवाइस से बाहर निकाल दिया जाता है, कागज पर और तुरंत जमना।

इसलिए मैंने MEMs निर्माण तकनीकों के बारे में एक मूल विचार दिया है। यह दिखने में काफी जटिल है। यहां तक ​​कि कई अन्य तकनीकें भी हैं। यदि आपके पास इस विषय या विद्युत और पर कोई प्रश्न हैं इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं उनके बारे में जानें और अपना ज्ञान यहाँ जोड़ें।

चित्र का श्रेय देना:

• फोटोलिथोग्राफी से संबंधित बल्क माइक्रोमैचिंग तकनीक 3. बीपी
• भूतल माइक्रोमैचिंग तकनीक द्वारा ज्ञापन