Конструктивно-технологический базис кремниевых микрофлюидных электромеханических микросистем

• Автор: Пурцхванидзе, Ираклий Андреевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 .Глава. Роль микросистемной техники в развитии новых технологий

1.1. Микросистемная техника проблемы и решения

1.2. Организационные проблемы развития МСТ

1.3. Проблема выбора технологий в МСТ

1.4. Проблема масштабирования в микросистемной технике

1.5. Выводы Постановка задач исследования

2. Глава. Микрофлюидные микроэлектромеханические системы МФ МЭМС

2.1. Роль и место МФ МЭМС в исследованиях и производстве микросистем

2.2. Выбор материалов для изготовления элементов МФ МЭМС и их влияние на конструкцию и технологию изготовления элементов
2.3. Выбор технологий САПР и производства МФ МЭМС
2.4. Европейские центры проектирования и производства МФ МЭМС
2.5. Кремниевая и кремнийстекло технологии изготовления элементов МФ МЭМС
2.6. Сборка и корпусирование МФ МЭМС
3. Глава. Применимость кремниевой технологии для создания МФ МЭМС
3.1. Адаптация кремниевой технологии для изготовления основных компонентов МФ МЭМС
3.2. Основные конструктивные элементы МФ МЭМС и их функции
3.2.1. Блоки подготовки, накопления, доставки реагентов и аналитов
3.2.2. Блоки активации движения среды жидкости в МФ МЭМС
3.2.3. Блоки регулирования потока
ф 3.2.4. Контроль потока
3.2.5. Блоки подготовки реагентов
3.2.6. Блок реактора и вывода продуктов реакции
3.2.7. Информационный блок
3.2.8. Блок контроля состояния МФ МЭМС
3.3. Основные уравнения гидродинамики
3.4. Применимость классической гидродинамики к МФ МЭМС
3.5. Экспериментальная технология изготовления каналов в системе кремнийстекло
4. Г лава. Активные элементы МФ МЭМС
4.1. Микродозатор
ф 4.1.1. Микроклапаны
4.1.2. Гидродинамические клапаны диффузор и сопло
4.2. Экспериментальная проверка работы микрофорсунки с соплом
4.3. Актюаторы в конструкциях МФ МЭМС.
4.4. Мембрана в кострукции микродозатора.
4.5. Экспериментальная оценка параметров актюатора 9 микродозатора.
4.6. Исследование конструктивно технологических параметров 7 макета дозатора
4.7. Расчет режима работы микронасоса и микродозатора
4.8. Схема разработки микродозатора
Заключения и выводы по работе
Список литературы


В анонсе нового анализа рынка МС ЫЕХШ предсказывает дальнейший рост рынка во всех его секторах от миллиардов долл. Показатели динамики основных сложившихся секторов рынка МС (периферийные устройства вычислительной техники, МС для медицины, транспорта, телекоммуникаций и т. Появление МСТ исторически связано с технологией микроэлектроники. Наиболее распространенной формой производственной линии МСТ является соединение типовой технологической линии микроэлектроники (например, КМОП-технологии, т. МСТ для создания трехмерных структур. Перспективность кремниевой технологии связывают именно с возможностью размещения на одном кристалле функциональной части МС и компонентов электронной обработки сигнала, т. С/. Температурная несовместимость некоторых технолошческих процессов, возникающая при этом, заставляет разработчиков МС искать новые материалы для подложек / БьСте, кремний на изоляторе и др. Поэтому в большинстве МС используется гибридная технология / многокристальная или «мультичиповая» сборка/. В связи с этим на западе значительное внимание в производстве МС уделяют вопросам конструкций сборок и корпусирования, а также проблемам измерений, испытаний и надежности МС. К сожалению, в России этим вопросам пока уделяют недостаточное внимание. В отличие от технологии современной микроэлектроники в области МСТ стоимость оборудования пока ниже. Это позволяет создать технологическую линию МСГ, стоимостью на 2. ИС (1. Она доступна для малых фирм и стран, которые никогда не были в числе лидеров микроэлектроники (Швейцария, Дания, Норвегия и т. Конечно, общая тенденция снижения топологических норм касается и МСТ. Здесь также следует ожидать в дальнейшем переход и в наномстровый диапазон топологических норм. Уже известны попытки создавать датчики по нанотехнологии, датчики на основе фуллеренов и отдельных молекул. Микросистемная техника очень динамичная отрасль. Несмотря на свою молодость, она имеет свою историю изменения роли ее различных направлений и секторов рынка. Общие изменения в мире электроники, связанные с «интеллектуализацией» электронных систем (intellectual property), развитием встраиваемых систем (embedded system), существенным ростом удельной доли производства цифровых сигнальных процессоров (по сравнению с процессорами для персонального компьютера) и систем, работающих в режиме реального времени (RTOS) и тд. МС в системах коммуникации, транспорта и управления производством, с использованием современных САПР можно без труда спроектировать систему на чипе, включающую интеллектуальное ядро, сенсоры, акпоаторы и при необходимости коммуникационный блок. О технологических трудностях, возникающих при этом, говорилось выше. Примерами областей применения МС могут быть глобальная система позиционирования (GPS - Global Positioning System), Интернет-телефон (VTOP Voice over Internet Protocol), новые аудиосистемы, автомобильные системы управления и контроля и т. В связи с этим несколько меняется взгляд на перспективы развития сложившихся секторов рынка МСТ. Все большее значение приобретает МСТ для телекоммуникаций. Прогресс здесь, прежде всего, связан с микрооптоэлектромеханическими системами (МОЭМС). Перестраиваемые системы линз, зеркал, источников и приемников света, но изготовленные методами микротехнологий оптоволоконной оптики в сочетании с традиционными устройствами, позволяют сконструировать и изготовить новые конкурентоспособные устройства. Примером может служить проекционный телевизионный экран с тысячами микрозеркал. Весьма активно стала развиваться область микрокомпонентов для радиочастотных блоков: микроключи, микрореле, микроконденсаторы и микроиндукгавности, фильтры и резонаторы. Быстрыми темпами развивается сектор персональных информационных устройств /information appliances/. Развитие беспроводных коммуникационных систем в промышленности и быту даст возможность подключиться к информационным и компьютерным сетям в любом месте и в любое время. Появился новый термин « всепроникающий компьютинг»/ Ubiquitous computing /, который пытается передать появление нового взаимодействия между «цифровым» и реальным миром.