tisdag7 februari

Kontakt

Annonsera

E-tidning

Sök

Starta din prenumeration

Prenumerera

Klimat

Dagens ord: MEMS

Publicerad: 14 januari 2009, 08:43

Mikroelektromekaniska system, eller MEMS är det nästa stora inom området mikroskopiska sensorer. Notera att vi inte talar nano här, utan rör oss på mikrometernivå.


Mikroelektromekaniken består vanligtvis av olika former av svängande tungor som etsats ut i kisel och kan påverkas av naturens krafter på olika sätt. MEMS blev möjligt i och med att man lärt sig att etsa inunder en befintlig kiselstruktur. Nästan oavsett hur komplicerad struktur man bygger, blir den mycket billig eftersom den etsas direkt i vanligt halvledande kisel med välkända metoder. Tillhörande drivelektronik och förförstärkare kan etsas i samma kiselchip. En svängande tunga i mikrometerområdet kan komma upp i väldigt höga frekvenser, i megahertzområdet. Man sätter normalt igång tungan med elektrostatiska krafter och läser sedan av hur den påverkas av till exempel gravitationen eller corioliskrafterna.

För närvarande är åtminstone tre olika MEMS-anordningar vanligt förekommande: MEMS-gyron, spegelmoduler i videoprojektorer och MEMS-mikrofoner.

MEMS-gyron är små accelerationskännare som består av ett antal små vibrerande tungor lagda i en ring på en chip. När chipen vrids, påverkas tungorna av corioliskraften, den kraft som får vindarna på norra halvklotet att blåsa i en riktning och vindarna på södra halvklotet att blåsa i den andra. De små tungornas svängningsfrekvens påverkas och av detta kan man utläsa åt vilket håll och hur mycket chipen vrids. Det hela förpackas i en vanlig keramisk kapsel som kan lödas direkt på ett kretskort.

Spegelmodulerna i videoprojektorer fick sin början när Texas Instruments tog fram vad de kallar ett Micromirror Device (MMD), en array av mikroskopiskt små speglar etsade på en kiselchip. Varje spegel är inte större än cirka 10×10 mikrometer och sitter en bit upp i luften (nåja, ett par mikrometer), på en smal fot av kisel. Spegeln kan lutas genom att den smala foten böjs med elektrostatisk kraft och fås att vibrera fram och tillbaka i flera hundra kilohertz. De speglar som inte lutar, kastar tillbaka ljuset som strålas in, och ljuset går vidare och bygger upp en bild på en skärm. Sony kallar metoden för DLP (Digital Light Processing).

MEMS-mikrofoner är uppbyggda som kondensatormikrofoner, men är betydligt mindre. En vanlig kondensatormikrofon för ljudinspelning kan ha ett membran i metalliserad plastfilm som är några hundradels millimeter tjockt, uppspänt på någon millimeters avstånd från en elektrodplatta. MEMS-mikrofonens membran ligger bara några my ifrån elektroden och är normalt tillverkat i kiselnitrid. Membranmodulen och tillhörande förförstärkare är normalt integrerade på samma kiselchip och inneslutna i en kapsel på 3×4 millimeter som kan maskinlödas direkt på ett kretskort.

Jörgen Städje

Dela artikeln:

Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Välj nyhetsbrev