MEMS​

MEMS, sanoista MicroElectroMechanical Systems, ovat pieniä sirukokoisia mikrokoneita, jotka koostuvat 1–100 mikrometrin kokoisista komponenteista (mikrometri on metrin miljoonasosa) ja MEMS-laitteiden koko vaihtelee yleensä 20 mikrometristä_cc781905-5cde-3194-bb3b_cf58d5 (20 miljoonasosaa metristä) millimetriin. Useimmat MEMS-laitteet ovat halkaisijaltaan muutamia satoja mikronia. Ne koostuvat yleensä tietoja käsittelevästä keskusyksiköstä, mikroprosessorista ja useista komponenteista, jotka ovat vuorovaikutuksessa ulkopuolisen kanssa, kuten mikroantureista. Näin pienissä mittakaavassa klassisen fysiikan säännöt eivät aina ole hyödyllisiä. MEMS:n suuren pinta-alan ja tilavuuden suhteen ansiosta pintavaikutukset, kuten sähköstaattinen vaikutus ja kostuminen, hallitsevat tilavuusvaikutuksia, kuten inertiaa tai lämpömassaa. Siksi MEMS-suunnittelu ja -kehitys vaatii erityistä kokemusta alalta sekä erityisiä ohjelmistoja, jotka ottavat nämä ei-klassisen fysiikan säännöt huomioon.

​

MEMS:t tulivat käytännöllisiksi varsinkin muutaman viime vuosikymmenen aikana sen jälkeen, kun niitä voitiin valmistaa muunnetuilla puolijohdelaitteiden valmistustekniikoilla, joita tavallisesti käytettiin elektroniikan valmistukseen. Näitä ovat muovaus ja pinnoitus, märkäetsaus (KOH, TMAH) ja kuivaetsaus (RIE ja DRIE), sähköpurkauskoneistus (EDM), ohutkalvopinnoitus ja muut tekniikat, joilla voidaan valmistaa hyvin pieniä laitteita.

​

Jos sinulla on uusi MEMS-konsepti, mutta sinulla ei ole erityisiä suunnittelutyökaluja ja/tai asiantuntemusta, voimme auttaa sinua. Suunnittelun, kehityksen ja valmistuksen jälkeen voimme kehittää räätälöityjä testilaitteistoja ja ohjelmistoja MEMS-tuotteellesi. Teemme yhteistyötä useiden MEMS-valmistukseen erikoistuneiden valimoiden kanssa. Sekä 150 mm että 200 mm kiekot käsitellään ISO/TS 16949 ja ISO 14001 rekisteröidyissä ja RoHS-yhteensopivissa ympäristöissä. Pystymme suorittamaan huippututkimusta, suunnittelua, kehitystä, testausta, pätevöintiä, prototyyppien valmistusta sekä suuren volyymin kaupallista tuotantoa. Joitakin suosittuja MEMS-laitteita, joista insinööreillämme on kokemusta, ovat:

​

• Kiihtyvyysmittarit

• Gyroskoopit/ Gyros

• Magnetometrit

• Mikrofonit

• Resonaattorit

• Optinen MEMS(kuten digitaaliset projektorit, kaikki valokuitukytkin)

• MEMS-toimilaitteetja anturit (kuten liiketunnistin, paineanturi)

• RF-kytkimet ja varaktorit

• Energiankorjuukoneet

• Mikro-bolometrit

 

Pienet MEMS-anturit ja toimilaitteet ovat mahdollistaneet uusia toimintoja älypuhelimissa, tableteissa, autoissa, projektoreissa jne. ja ne ovat kriittisiä esineiden internetin (IoT) kannalta. Toisaalta MEMS esittelee erikoistuneita teknisiä haasteita, mukaan lukien epästandardit valmistusprosessit, usean fysiikan vuorovaikutukset, integrointi IC:ien kanssa ja mukautetut hermeettiset pakkausvaatimukset. Ilman MEMS-kohtaista suunnittelualustaa MEMS-tuotteen tuominen markkinoille kestää usein useita vuosia. Käytämme edistyneitä työkaluja MEMS-suunnitteluun ja -kehitykseen. Tanner MEMS Design mahdollistaa 3D MEMS -suunnittelun ja -valmistuksen tuen yhdessä yhtenäisessä ympäristössä ja helpottaa MEMS-laitteiden integroimista analogisten/sekasignaalien käsittelypiireillä samaan piiriin. Se parantaa MEMS-laitteiden valmistettavuutta mekaanisten, lämpö-, akustisten, sähköisten, sähköstaattisten, magneettisten ja nesteanalyysien avulla. Muut Coventorin ohjelmistotyökalut tarjoavat meille tehokkaita alustoja MEMS-suunnitteluun, simulointiin, todentamiseen ja prosessien mallintamiseen. Coventorin alusta vastaa MEMS-spesifisiä suunnitteluhaasteita, kuten usean fysiikan vuorovaikutuksia, prosessivariaatioita, MEMS+IC-integraatiota, MEMS+pakettien vuorovaikutusta. MEMS-insinöörimme pystyvät mallintamaan ja simuloimaan laitteiden käyttäytymistä ja vuorovaikutusta ennen varsinaiseen valmistukseen sitoutumista, ja he voivat tunneissa tai päivissä mallintaa tai simuloida vaikutuksia, jotka olisivat tavallisesti vaatineet kuukausien rakentamista ja testausta tehtaalla. Jotkut MEMS-suunnittelijoidemme käyttämistä edistyneistä työkaluista ovat seuraavat.

 

Simulaatioita varten:

• Tanner MEMS Design Flow Mentorilta

• MEMS+, CoventorWare, SEMulator3D Coventorilta

• IntelliSense

• Comsol MEMS -moduuli

• ANSYS

 

Maskien piirtämiseen:

• AutoCAD

• Vectorworks

• Asettelueditori

 

Mallinnukseen:

• Solidworks

 

Laskelmia, analyyttistä ja numeerista analyysiä varten:

• Matlab

• MathCAD

• Mathematica

 

Seuraavassa on lyhyt luettelo suorittamistamme MEMS-suunnittelu- ja kehitystyöstä:

• Luo MEMS 3D -malli asettelusta

• Suunnittelusäännön tarkistus MEMS-valmistettavuuden varalta

• MEMS-laitteiden ja IC-suunnittelun järjestelmätason simulointi

• Täydellinen kerros- ja suunnittelugeometrian visualisointi

• Automaattinen asettelun luominen parametroiduilla soluilla

• MEMS-laitteidesi käyttäytymismallien luominen

• Edistynyt maskin asettelu ja vahvistuskulku

• DXF-tiedostojen vienti   

​

MIKROFLUIDIKKEET

Mikrofluidikkalaitteiden suunnittelu- ja kehitystoimintamme tähtää sellaisten laitteiden ja järjestelmien valmistukseen, joissa käsitellään pieniä määriä nesteitä. Meillä on valmiudet suunnitella mikrofluidilaitteita puolestasi ja tarjota prototyyppien ja mikrovalmistuksen räätälöityjä sovelluksiasi. Esimerkkejä mikrofluidilaitteista ovat mikropropulsiolaitteet, lab-on-a-chip -järjestelmät, mikrolämpölaitteet, mustesuihkutulostuspäät ja paljon muuta. Mikrofluidiikassa joudumme käsittelemään submimetrialueille rajoittuneiden nesteiden tarkkaa ohjausta ja käsittelyä. Nesteitä siirretään, sekoitetaan, erotetaan ja käsitellään. Mikrofluidijärjestelmissä nesteitä liikutetaan ja ohjataan joko aktiivisesti pienillä mikropumpuilla ja mikroventtiileillä ja vastaavilla tai passiivisesti kapillaarivoimia hyödyntäen. Lab-on-a-chip -järjestelmissä prosessit, jotka tavallisesti suoritetaan laboratoriossa, pienennetään yhdellä sirulla tehokkuuden ja liikkuvuuden parantamiseksi sekä näyte- ja reagenssitilavuuksien pienentämiseksi.

Joitakin mikrofluidisten laitteiden ja järjestelmien tärkeimpiä sovelluksia ovat:

​

- Laboratoriot sirulla

- Huumeiden seulonta

- Glukoositestit

- Kemiallinen mikroreaktori

- Mikroprosessorijäähdytys

- Mikropolttokennot

- Proteiinin kiteytyminen

- Nopea lääkevaihto, yksittäisten solujen manipulointi

- Yksisolututkimukset

- Viritettävät optofluidiset mikrolinssiryhmät

- Mikrohydrauliset ja mikropneumaattiset järjestelmät (nestepumput,

kaasuventtiilit, sekoitusjärjestelmät jne.)

- Biochip varhaisvaroitusjärjestelmät

- Kemiallisten lajien havaitseminen

- Bioanalyyttiset sovellukset

- On-chip DNA- ja proteiinianalyysi

- Suutinsuihkulaitteet

- Kvartsivirtauskennot bakteerien havaitsemiseen

- Kahden tai useamman pisaran generointisirut

​

AGS-Engineering tarjoaa myös konsultointia, suunnittelua ja tuotekehitystä kaasumaisissa ja nestemäisissä järjestelmissä ja tuotteissa pienessä mittakaavassa. Käytämme kehittyneitä Computational Fluid Dynamics (CFD) -työkaluja sekä laboratoriotestejä ymmärtääksemme ja visualisoidaksemme monimutkaisia virtauskäyttäytymistä. Mikrofluidiikka-insinöörimme ovat käyttäneet CFD-työkaluja ja mikroskopiaa mikroskaalan nesteenkuljetusilmiöiden karakterisoimiseen huokoisissa väliaineissa. Teemme myös läheistä yhteistyötä valimoiden kanssa tutkimuksen ja suunnittelun alalla. Kehitä ja toimita mikrofluidi- ja bioMEMS-komponentteja. Autamme sinua suunnittelemaan ja valmistamaan omia mikrofluidisiruja. Kokenut sirusuunnittelutiimimme voi auttaa sinua suunnittelemaan, prototyyppiin ja valmistamaan pieniä eriä ja volyymimääriä mikrofluidisiruja tiettyyn sovellukseesi. Muovisilla laitteilla aloittamista suositellaan nopeissa kokeiluissa, koska sen valmistaminen vie vähemmän aikaa ja kustannuksia verrattuna PDMS-laitteisiin. Voimme valmistaa mikrofluidikuvioita muoveille, kuten PMMA, COC. Voimme tehdä fotolitografiaa, jota seuraa pehmeä litografia luodaksemme mikrofluidikuvioita PDMS:lle. Valmistamme metallimestareita, jyrsintään messinkiä ja alumiinia. Laitevalmistus PDMS:llä ja kuvioiden tekeminen muoville ja metallille voidaan saada päätökseen muutamassa viikossa. Pyynnöstä voimme tarjota liittimiä muoville valmistetuille kuvioille, kuten porttiliittimet, jotka ovat yhteensopivat 1 mm:n porttiin, sekä liittimet 360 mikronin PEEK-kapillaariputkien liittämiseen. Urospuolinen miniluer metallitappikokoonpanolla voidaan toimittaa 0,5 mm:n sisähalkaisijan tygon-putken liittämiseksi nesteporttien ja ruiskupumpun väliin. Nesteiden säilytyssäiliöt, joiden tilavuus on 100 μl. voidaan myös tarjota. Jos sinulla on jo malli, voit lähettää sen Autocad-, .dwg- tai .dxf-muodossa.

​

​