Sistemas microelectromecánicos mems

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  • Publicado : 30 de agosto de 2010
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MicroElectroMechanical Systems (MEMS): Sistemas Microelectromecánicos

Introducción
Los Sistemas MicroElectroMecánicos (MicroElectroMechanical Systems – MEMS por sus siglas en inglés) son pequeños dispositivos integrados o sistemas que combinan componentes eléctricos y mecánicos. Su rango de tamaño van desde los niveles submicrómetros (o sub micras) hasta el nivel milimétrico, y pueden variardesde unos cuantos hasta algunos pocos millones en un sistema particular. Los MEMS extienden las técnicas de fabricación desarrolladas para la industria de los circuitos integrados para añadir elementos mecánicos tales como vigas, engranajes, diafragmas y resortes a los dispositivos.
Estos sistemas pueden detector, controlar y activar procesos mecánicos en la escala de micras, y funcionar deforma individual o en arreglos para generar efectos en la escala macro. La tecnología de fabricación en escala micrométrica permite la fabricación de una gran cantidad de conjuntos de dispositivos, que individualmente realizan tareas sencillas, pero en combinación pueden realizar funciones complicadas.
Los MEMS no son sobre cualquier aplicación o dispositivo, ni están definidos por un proceso defabricación único ni se limita a unos pocos materiales. Se trata de un enfoque de fabricación que conlleva las ventajas de la miniaturización, varios componentes, y la microelectrónica para el diseño y construcción de sistemas electromecánicos integrados. Los MEMS no son sólo sobre la miniaturización de los sistemas mecánicos, sino que también un nuevo paradigma para el diseño de dispositivosmecánicos y sistemas.

Historia
La invención del transistor en Bell Telephone Laboratories en 1947 provocó un crecimiento rápido de la tecnología microelectrónica. Jack Kilby de Texas Instruments construyó el primer circuito integrado (CI) en 1958, utilizando dispositivos de germanio (Ge). Consistía en un transistor, tres resistencias y un condensador. El CI se llevó a cabo en una franja de Ge queestaba pegado en un portaobjetos de vidrio. Más tarde ese mismo año, Robert Noyce de Fairchild Semiconductor anunció el desarrollo de un CI planar de doble difusión de silicio (Si). El éxito del Si como material electrónico se debió en parte a su amplia disponibilidad por parte del dióxido de silicio (SiO2) (arena), resultando en costes de material potencialmente más bajos en comparación con otrossemiconductores.
Desde 1970, la complejidad de los circuitos integrados se ha duplicado cada dos o tres años. La dimensión mínima de los productos fabricados y circuitos integrados ha disminuido de 20 micras a los niveles sub micras de hoy. Las técnicas actuales de ultra-integración a gran escala (ULSI) permite la fabricación de más de 10 millones de transistores y condensadores en un chip típico.La atención en este ámbito se centró primero en el desarrollo de microsensores (es decir, un sensor microfabricado). El primer microsensor, que también ha sido el más exitoso, fue el sensor de presión de Si. En 1954 se descubrió que el efecto piezorresistivo en Ge y Si tenía el potencial para producir medidores de tensión de Ge y Si  con un factor de galga (es decir, sensibilidad del instrumento)10 a 20 veces mayor que los basados en películas metálicas. Como resultado, se comenzó a desarrollar medidores de tensión de Si comercialmente en 1958. El primer sensor de presión de gran volumen fue comercializado por National Semiconductor en 1974. Este sensor incluye un controlador de temperatura para un funcionamiento constante de temperatura. Las mejoras en esta tecnología desde entonces, hanincluido la utilización de implantación iónica para mejorar el control de la  fabricación del piezoresistor. Los sensores de presión de Si es ahora una industria de mil millones de dólares.
Alrededor de 1982, el término micromaquinaria comenzó a utilizarse para designar a la fabricación de piezas de micromecánica (como el sensor de presión de diafragma o vigas acelerómetras de suspensión) para...
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