Лекция №1

Понятие МСТ. Понятие испытаний

Научно-техническое направление в развитии кремниевой технологии, основанное не только на использовании планарных свойств, но и на объемных конструкционных свойствах кремниевых элементов дало основу для развития микросистемной техники (microsystems engineering – MSE) на базе технологии микросистем (microsystems technology - MST) и микроэлектромеханических систем (microelectromechanical systems - MEMS). Данное направление позволяет изготовить новое поколение устройств, приборов и механизмов повышенной сложности, применяемых в радиотехнике, оптике, машиностроении, приборостроении, химии и биомедицине.

По Европейским стандартам: микросистема – это интеллектуальная миниатюризированная система, обладающая сенсорными, процессорными и (или) актюаторными функциями. В ней обычно используется комбинация двух или более устройств, действующих на основе использования электрических, механических, оптических, химических, магнитных и других свойств и интегрированных на одном чипе.

В США чаще используют термин МЭМС – это интегрированные микроустройства или системы, комбинирующие электрические и механические компоненты, изготовленные по технологиям, совместимым с технологией интегральных схем и имеющих размеры от микрометров (10^{-6 м}) до миллиметров (10^{-3 м}).

В Японии пользуются понятиями «мехатроника» и «микромашины», которые состоят из функциональных элементов размеров в несколько миллиметров и способных образовать комплексное микроскопическое устройство.

Принципиальное отличие изделий МСТ от изделий МЭ состоит в трехмерности структуры изделия МСТ, исполнительные элементы которой обладают возможностью механического перемещения.

При этом микросистемные технологии имеют, по крайней мере, три главные особенности:

1 технологии массового производства более сложных приборов и устройств, обеспечивающие повышение надежности и относительное снижение стоимости;

2 междисциплинарные технологии, которые позволяют объединить в одном приборе ранее не связанные технологии, относящиеся к микроэлектронике и механике, микроэлектронике и химии и др.;

3 это технологии, которые облегчают производство систем и структур с характеристическими размерами порядка микрона (10^{-6 м), которые не могли быть реализованы существовавшими ранее методами.}

Функциональными элементами изделий микросистемной техники являются:

· чувствительные элементы – преобразователи физических величин и компоненты датчиков (первичные преобразователи информации);

· усилители, аналоговые ключи и коммутаторы, фильтры, делители частоты и др. (устройства коммутации и нормализации сигналов);

· преобразователи цифро-аналоговые и аналого-цифровые, компараторы напряжения (вторичные преобразователи информации), микроконтроллеры, микропроцессоры (средства обработки информации);

· цифровые и логические схемы, запоминающие устройства (устройства вывода и распределения сигнала).

Примерами изделий микросистемной техники являются микромеханические датчики различного назначения (измерения ускорения, давления и др.), сверхминиатюрные двигатели и микронасосы в интегральном исполнении и др.