마이크로 전자 기계 시스템

마이크로 전자 기계 시스템 기술이란 무엇인가?

마이크로 전자 기계 시스템은 가장 일반적인 형태로 미세화된 기계적, 전자 기계적 요소 즉, 장치와 구조물로 정의할 수 있는 기술로, 미세화 기술을 사용하여 만들어진다. 마이크로 전자 기계 시스템 장치의 중요한 물리적 치수는 스펙트럼 하단의 1미크론 미만에서 수 밀리미터까지 다양할 수 있다. 마찬가지로 마이크로 전자 기계 시스템 장치의 유형은 움직이는 요소가 없는 비교적 간단한 구조물에서부터 통합된 마이크로 전자 공학의 통제 하에 여러 이동 요소가 있는 매우 복잡한 전자 기계 시스템에 이르기까지 다양하게 계발이 되고 있다. 마이크로 전자 기계 시스템의 주요 기준 중 하나는 이러한 요소들이 움직일 수 있는지 여부에 관계없이 최소한 어떤 종류의 기계적 기능을 가진 요소들이 있다는 것이다. 마이크로 전자 기계 시스템을 정의하기 위해 사용되는 용어는 세계의 다른 부분에 따라 다르다. 미국에서느 MEMS라고 불리는 반면, 세계의 다른 부분에서는 마이크로 시스템 기술 또는 마이크로 시스템의 잘못 설계된 장치라고 불린다. 마이크로 전자 기계 시스템의 기능적 요소는 소형화된 구조물, 센서, 작동기, 마이크로 전자 공학이지만 가장 주목해야 하고, 흥미로운 요소는 마이크로 센서와 마이크로 컴퓨터이다. 마이크로 컴퓨터와 마이크로 센서는 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 변환하는 장치로 정의되는 변환기로 적절하게 분류된다. 마이크로 센서의 경우, 장치는 일반적으로 측정된 기계적 신호를 전기적 신호로 변환한다. 지난 수십 년간 마이크로 전자 기계 시스템 연구원과 개발자는 온도, 압력, 관성력, 화학 물질 종, 자기장, 방사선 등 거의 모든 가능한 감지 장치에 대해 엄청나게 많은 마이크로 센서를 시연해 왔다. 놀랍게도 이들 마이크로 미터 센서 중 다수는 매크로 스케일 센서보다 높은 성능을 보였다. 즉, 압력 변환기와 같이 축소된 버전의 압력 변환기는 일반적으로 가장 정밀한 거시적 수준의 기계 가공 기술을 사용하여 만든 압력 센서를 능가한다. 마이크로 전자 기계 시스템 장치의 성능은 탁월할 뿐만 아니라, 그 생산 방법은 집적 회로 산업에서 사용되는 것과 동일한 배치 제작 기술을 활용하는데, 이는 장치별 생산 비용은 낮출 수 있을 뿐만 아니라 많은 다른 이점을 제공할 수 있다. 따라서 우수한 기기 성능을 달성할 뿐만 아니라 상대적으로 낮은 비용 수준에서도 달성할 수 있다. 당연히 실리콘 기반의 이산형 마이크로 센서가 빠르게 상업적으로 이용되었고 이러한 장치의 시장은 빠른 속도로 성장하고 있다. 보다 최근에 마이크로 전자 기계 시스템 연구 개발 공동체는 가스 및 액체 흐름 제어를 위한 마이크로 발전기, 조명 빔의 방향이나 변조를 위한 광학 스위치와 거울, 디스플레이를 위한 독립적으로 제어되는 마이크로 컨트롤러, 여러가지 용도를 위한 마이크로 컨트롤러, 마이크로 발전기를 포함한 수많은 마이크로 프로세서를 보여 주었다. 유체 압력을 증가시켜야 하는 비행장의 기류는 유체 흐름과 유체의 양을 조절하기 위해 마이크로 소프트를 사용한다. 놀랍게도 이러한 미세 측정기들은 매우 작지만 종종 거시적 수준에서 영향을 끼칠 수 있다. 미세 작동기들은 크기의 중요성보다 훨씬 큰 위업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 연구원들은 항공기 비행장 맨 앞 가장자리에 소형 마이크로 컴퓨터를 설치했고, 이러한 소형화된 장치만을 사용하여 항공기를 조종할 수 있었다. MNX가 제작한 전자식 마이크로 광도계는 MNX기반의 마이크로 박테리아이다. MEMS의 실제 잠재력은 이러한 소형 센서 작동기 및 구조물이 모두 집적 회로 마이크로 전자 공학과 함께 공통의 실리콘 기판에 병합될 수 있을 때 실현되기 시작한다. 전자 부품이 집적 회로 공정 시퀀스를 사용하여 제작되는 동안 마이크로 전자 공학 구성 요소는 실리콘 웨이퍼의 일부를 선택적으로 분리하거나 새로운 구조 레이어를 추가하여 기계적 및 전자 기계적 설계를 형성하는 호환 가능한 마이크로 차징 프로세스를 사용하여 제작된다. MEMS가 마이크로 전자 공학뿐만 아니라 광학, 나노 기술 등의 다른 기술과 융합될 수 있다면 더욱 흥미로울 것이다. 이러한 기술들은 수많은 상업적 시장에서 많은 기회들로 가득 차 있다. 더 복잡한 수준의 통합이 MEMS 기술의 미래 트렌드인 반면 현재의 최첨단 기술은 좀 더 수수하며 일반적으로 단일 개별 마이크로 센서와 전자, 통합된 단일 마이크로 센서, 전자와 통합된 단일 마이크로 센서, 본질적으로 동일한 마이크로 센서, 전자 제품과 통합된 다양한 마이크로 센서를 포함한다. MNX에 의해 제조된 표면 공명기는 마이크로 센서와 마이크로 컴퓨터 모두로 사용할 수 있다. 마이크로 센서, 마이크로 전자 시스템, 마이크로 전자 공학 및 기타 기술이 단일 마이크로칩에 통합될 수 있는 MEMS의 비전은 미래의 가장 중요한 기술적 발전 중 하나가 될 것으로 예상된다. 이를 통해 마이크로 전자 공학의 연산 능력을 마이크로 센서와 마이크로 센서의 인식 및 제어 능력으로 확대함으로써 스마트 제품의 개발이 가능해 질 것이다. 마이크로 전자 집적 회로는 시스템의 두뇌로 생각될 수 있고, MEMS는 마이크로 시스템이 환경을 감지하고 제어할 수 있도록 눈과 팔로 의사 결정 능력을 증가시킨다. 시간만 지나면 증가할 이 두 기술 사이에 압도적인 상호 의존성이 있다는 것은 의심의 여지가 없다. 아마도 가장 중요한 것은 이러한 기술들이 제공하는 공통적인 이점들일 것이다. 당신이 MEMS개발에 관심이 있든 나노 장치 개발에 관심이 있든, MNX는 이러한 기술의 세계적인 선두적인 제작자이며 당신의 개발이나 연구 프로젝트에 도움이 될 것이다.