Dengan perkembangan sensor saat ini, miniaturisasi, kecerdasan, dan integrasi adalah satu-satunya cara untuk meningkatkan. Hari ini, mari kita perkenalkan produk mini dari keluarga sensor— sensor MEMS.

Apa itu sensor MEMS ?

Nama lengkap MEMS adalah Micro-Electromechanical System. Sistem mikro-elektromekanis mengacu pada perangkat atau sistem mikro yang dapat diproduksi secara massal dan mengintegrasikan mekanisme mikro, sensor mikro, aktuator mikro, pemrosesan sinyal dan rangkaian kontrol, antarmuka, komunikasi, dan catu daya pada satu atau lebih chip. Sensor MEMS adalah jenis sensor baru yang diproduksi oleh teknologi mikroelektronika dan pemesinan mikro.

MEMS adalah teknologi manufaktur canggih yang dikembangkan berdasarkan teknologi manufaktur semikonduktor dengan teknologi dan bahan semikonduktor tradisional. MEMS terutama melibatkan teknologi pemesinan mikro, teori mekanik/padat akustik, teori aliran panas, elektronika, material, fisika, kimia, biologi, kedokteran, dan sebagainya. Setelah lebih dari 40 tahun pengembangan, telah menjadi salah satu bidang ilmiah dan teknologi utama yang menarik perhatian dunia.

Material yang diterapkan:

Material berbasis silikon: Sebagian besar bahan baku sirkuit terpadu dan MEMS adalah silikon (Si), yang dapat diekstraksi dalam jumlah besar dari silikon dioksida. Apa itu silikon dioksida? Agar lebih populer, itu adalah pasir. Setelah serangkaian pemrosesan yang kompleks, pasir menjadi silikon monokristalin.

Material yang terutama terbuat dari silikon memiliki sifat listrik yang sangat baik. Kekuatan dan kekerasan material silikon setara dengan besi, kerapatan dengan aluminium, dan konduktivitas termal dengan molibdenum dan tungsten. Jika luas chip sensor MEMS tunggal adalah 5 mm x 5 mm, wafer 8 inci (berdiameter 20 cm) dapat memotong sekitar 1000 giroskop chip MEMS, dan biaya yang dialokasikan untuk setiap chip dapat sangat dikurangi.

Material non-silikon: Dalam beberapa tahun terakhir, aplikasi material MEMS secara bertahap telah digantikan oleh material non-silikon. Peneliti akademis sekarang berfokus pada pengembangan perangkat mikro berbasis polimer dan kertas. Perangkat yang dikembangkan dengan material ini tidak hanya ramah lingkungan tetapi juga sederhana dalam peralatan manufaktur dan berbiaya rendah. Dibandingkan dengan material silikon, mereka telah secara signifikan mengurangi anggaran R&D. Banyak inovasi dalam perangkat mikro berbasis polimer dan kertas mengarah pada aplikasi medis. Untuk bidang ini, biokompatibilitas dan fleksibilitas material adalah persyaratan dasar.

Pengembangan fungsi dan kinerja perangkat mikro berbasis kertas dan polimer masih dalam tahap yang relatif awal, dan fasilitas produksi untuk perangkat tersebut belum dikembangkan. Kematangan dan komersialisasi teknologi baru ini mungkin membutuhkan waktu lebih dari 10 tahun. Oleh karena itu, masih banyak pekerjaan inovatif yang harus dilakukan dalam penelitian perangkat mikro berbasis material silikon. Jika tidak, ia akan menghadapi risiko stagnasi.

Keunggulan teknis:

Teknologi MEMS digunakan untuk memproduksi sensor, aktuator, atau mikrostruktur, yang memiliki karakteristik miniaturisasi, integrasi, kecerdasan, biaya rendah, efisiensi tinggi, produksi massal, dan produktivitas tinggi. Teknologi MEMS membuat puluhan ribu chip MEMS (beberapa proses juga menempatkan chip sirkuit terpadu dalam langkah yang sama) muncul di setiap wafer.

Proses batch ini sekarang telah sepenuhnya otomatis, mengisolasi faktor manusia, memastikan bahwa kesalahan proses antara setiap chip MEMS dapat dikontrol secara ketat, sehingga meningkatkan hasil. Setelah pemotongan dan pengemasan, mereka menjadi chip MEMS satu per satu. Dari penampilannya, sebagian besar chip MEMS dan chip sirkuit terpadu serupa.

Singkatnya, ukuran karakteristik besaran mikrometer memungkinkan sensor MEMS untuk menyelesaikan beberapa fungsi yang tidak dapat dicapai oleh sensor mekanik tradisional. Ini adalah kekuatan utama dari sensor mikro dan secara bertahap menggantikan sensor mekanik tradisional. Ini banyak digunakan dalam elektronik konsumen, industri otomotif, dirgantara, mesin, industri kimia, kedokteran, dan bidang lainnya. Produk umum termasuk sensor tekanan, akselerometer, giroskop, dan sensor katalitik.