Avec le développement actuel des capteurs, la miniaturisation, l'intelligence et l'intégration sont la seule voie pour une mise à niveau. Aujourd'hui, présentons les mini-produits de la famille des capteurs— le capteur MEMS.

Qu'est-ce qu'un capteur MEMS ? ?

Le nom complet de MEMS est Micro-Système Électro-Mécanique. Un système micro-électro-mécanique fait référence à un micro-dispositif ou système qui peut être produit en série et qui intègre une micro-mécanique, un micro-capteur, un micro-actionneur, un circuit de traitement et de contrôle du signal, une interface, une communication et une alimentation sur une ou plusieurs puces. Le capteur MEMS est un nouveau type de capteur fabriqué par la microélectronique et la technologie de microfabrication.

MEMS est une technologie de fabrication avancée développée sur la base de la technologie de fabrication des semi-conducteurs avec la technologie et les matériaux traditionnels des semi-conducteurs. MEMS implique principalement la technologie de microfabrication, la mécanique/théorie acoustique des solides, la théorie du flux thermique, l'électronique, les matériaux, la physique, la chimie, la biologie, la médecine, etc. Après plus de 40 ans de développement, elle est devenue l'un des principaux domaines scientifiques et technologiques attirant l'attention du monde entier.

Matériaux appliqués :

Matériaux à base de silicium : La plupart des matières premières des circuits intégrés et des MEMS sont le silicium (Si), qui peut être extrait en grandes quantités du dioxyde de silicium. Qu'est-ce que le dioxyde de silicium ? Pour être plus clair, c'est du sable. Après une série de traitements complexes, le sable est devenu du silicium monocristallin.

Le matériau principalement composé de silicium possède d'excellentes propriétés électriques. La résistance et la dureté du matériau silicium sont équivalentes à celles du fer, la densité à celle de l'aluminium et la conductivité thermique à celle du molybdène et du tungstène. Si la surface d'une seule puce de capteur MEMS est de 5 mm x 5 mm, une plaquette de 8 pouces (20 cm de diamètre) peut découper environ 1000 gyroscopes à puce MEMS, et le coût alloué à chaque puce peut être considérablement réduit.

Matériaux non siliconés : Ces dernières années, l'application des matériaux MEMS a été progressivement remplacée par des matériaux non siliconés. Les chercheurs universitaires se concentrent désormais sur le développement de micro-dispositifs à base de polymères et de papier. Les dispositifs développés avec ces matériaux sont non seulement respectueux de l'environnement, mais aussi simples en termes d'équipement de fabrication et peu coûteux. Comparés aux matériaux siliconés, ils ont considérablement réduit le budget de R&D. De nombreuses innovations dans les micro-dispositifs à base de polymères et de papier pointent vers des applications médicales. Pour ce domaine, la biocompatibilité et la flexibilité des matériaux sont des exigences de base.

Le développement des fonctions et des performances des micro-dispositifs à base de papier et de polymères en est encore à un stade relativement précoce, et les installations de production de ces dispositifs n'ont pas encore été développées. La maturité et la commercialisation de ces nouvelles technologies peuvent prendre plus de 10 ans. Par conséquent, il reste encore beaucoup de travail d'innovation à faire dans la recherche sur les micro-dispositifs à base de matériaux siliconés. Sinon, elle encourra le risque de stagnation.

Avantages techniques :

La technologie MEMS est utilisée pour fabriquer des capteurs, des actionneurs ou des microstructures, qui présentent les caractéristiques de miniaturisation, d'intégration, d'intelligence, de faible coût, de haute efficacité, de production de masse et de productivité élevée. La technologie MEMS permet à des dizaines de milliers de puces MEMS (certains procédés placent également des puces de circuits intégrés à la même étape) d'apparaître sur chaque plaquette.

Ce processus par lots a maintenant été entièrement automatisé, isolant les facteurs humains, garantissant que l'erreur de processus entre chaque puce MEMS peut être strictement contrôlée, améliorant ainsi le rendement. Après la découpe et l'emballage, elles deviennent des puces MEMS une par une. De l'apparence, la plupart des puces MEMS et des puces de circuits intégrés sont similaires.

En résumé, la taille caractéristique de l'ordre du micromètre permet aux capteurs MEMS d'accomplir certaines fonctions qui ne peuvent pas être réalisées par les capteurs mécaniques traditionnels. C'est la principale force des micro-capteurs et elle remplace progressivement les capteurs mécaniques traditionnels. Elle est largement utilisée dans l'électronique grand public, l'industrie automobile, l'aérospatiale, les machines, l'industrie chimique, la médecine et d'autres domaines. Les produits courants comprennent les capteurs de pression, les accéléromètres, les gyroscopes et les capteurs catalytiques.