মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম (MEMS উপাদান) এবং সেন্সর তাদের উপর ভিত্তি করে

MEMS উপাদান (রাশিয়ান MEMS) - মানে মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম। তাদের মধ্যে প্রধান স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল যে তারা একটি চলমান 3D কাঠামো ধারণ করে। এটি বাহ্যিক প্রভাবের কারণে নড়াচড়া করে। অতএব, ইলেক্ট্রনগুলি কেবল এমইএমএস উপাদানগুলিতে নয়, উপাদান অংশগুলিতেও চলে।

MEMS উপাদানগুলি মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স এবং মাইক্রোমেকানিক্সের উপাদানগুলির মধ্যে একটি, যা প্রায়শই একটি সিলিকন সাবস্ট্রেটে তৈরি হয়। গঠন, তারা একক-চিপ সমন্বিত সার্কিট অনুরূপ. সাধারণত, এই MEMS যান্ত্রিক অংশগুলির আকার একক থেকে শত শত মাইক্রোমিটার পর্যন্ত, এবং ক্রিস্টাল নিজেই 20 μm থেকে 1 মিমি পর্যন্ত।

চিত্র 1 একটি MEMS কাঠামোর একটি উদাহরণ

ব্যবহারের উদাহরণ:

1. বিভিন্ন microcircuits উত্পাদন.

2. কখনও কখনও MEMS অসিলেটর প্রতিস্থাপন করা হয় কোয়ার্টজ অনুরণনকারী.

3. সেন্সর উত্পাদন, সহ:

• অ্যাক্সিলোমিটার;

• জাইরোস্কোপ

• কৌণিক বেগ সেন্সর;

• চুম্বকীয় সেন্সর;

• ব্যারোমিটার;

• পরিবেশ বিশ্লেষক;

• রেডিও সংকেত পরিমাপ ট্রান্সডুসার।

MEMS কাঠামোতে ব্যবহৃত সামগ্রী

MEMS উপাদানগুলি তৈরি করা হয় এমন প্রধান উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে:

1. সিলিকন। বর্তমানে, বেশিরভাগ ইলেকট্রনিক উপাদান এই উপাদান দিয়ে তৈরি। এটির বেশ কয়েকটি সুবিধা রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে: বিস্তার, শক্তি, কার্যত বিকৃতির সময় এর বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করে না। ফোটোলিথোগ্রাফি এবং এচিং হল সিলিকন MEMS-এর প্রাথমিক বানোয়াট পদ্ধতি।

2. পলিমার। যেহেতু সিলিকন, যদিও একটি সাধারণ উপাদান, তুলনামূলকভাবে ব্যয়বহুল, কিছু ক্ষেত্রে এটি প্রতিস্থাপন করতে পলিমার ব্যবহার করা যেতে পারে। এগুলি শিল্পে বড় পরিমাণে এবং বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সহ উত্পাদিত হয়। পলিমার MEMS-এর প্রধান উৎপাদন পদ্ধতি হল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ, স্ট্যাম্পিং এবং স্টেরিওলিথোগ্রাফি।

একটি বড় প্রস্তুতকারকের উদাহরণের উপর ভিত্তি করে উত্পাদনের পরিমাণ

এই উপাদানগুলির চাহিদার উদাহরণের জন্য, এসটি মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স নেওয়া যাক। এটি MEMS প্রযুক্তিতে একটি বড় বিনিয়োগ করে, এর কারখানা এবং গাছপালা প্রতিদিন 3,000,000 উপাদান উত্পাদন করে।

চিত্র 2 — MEMS উপাদান বিকাশকারী একটি কোম্পানির উৎপাদন সুবিধা

উত্পাদন চক্র 5 প্রধান প্রধান পর্যায়ে বিভক্ত করা হয়:

1. চিপ উত্পাদন.

2. পরীক্ষা।

3. ক্ষেত্রে প্যাকিং.

4. চূড়ান্ত পরীক্ষা।

5. ডিলারদের ডেলিভারি।

চিত্র 3 — উৎপাদন চক্র

বিভিন্ন ধরনের MEMS সেন্সরের উদাহরণ

চলুন কিছু জনপ্রিয় MEMS সেন্সর দেখে নেওয়া যাক।

অ্যাক্সিলোমিটার এটি এমন একটি ডিভাইস যা রৈখিক ত্বরণ পরিমাপ করে। এটি একটি বস্তুর অবস্থান বা গতিবিধি নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি মোবাইল প্রযুক্তি, গাড়ি এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যবহৃত হয়।

চিত্র 4 — অ্যাক্সিলোমিটার দ্বারা স্বীকৃত তিনটি অক্ষ

চিত্র 5 — MEMS অ্যাক্সিলোমিটারের অভ্যন্তরীণ কাঠামো

চিত্র 6 — অ্যাক্সিলোমিটারের গঠন ব্যাখ্যা করা হয়েছে

LIS3DH উপাদান উদাহরণ ব্যবহার করে অ্যাক্সিলোমিটার বৈশিষ্ট্য:

1.3 -অক্ষ অ্যাক্সিলোমিটার।

2. SPI এবং I2C ইন্টারফেসের সাথে কাজ করে।

3. 4টি স্কেলে পরিমাপ: ± 2, 4, 8 এবং 16g।

4. উচ্চ রেজোলিউশন (12 বিট পর্যন্ত)।

5. কম খরচ: কম পাওয়ার মোডে 2 µA (1Hz), সাধারণ মোডে 11 ​​µA (50Hz) এবং শাটডাউন মোডে 5 µA।

6. কাজের নমনীয়তা:

• 8 ODR: 1/10/25/50/100/400/1600/5000 Hz;

• ব্যান্ডউইথ 2.5 kHz পর্যন্ত;

• 32-স্তরের FIFO (16-বিট);

• 3 ADC ইনপুট;

• তাপমাত্রা সেন্সর;

• 1.71 থেকে 3.6 V পাওয়ার সাপ্লাই;

• স্ব-নির্ণয়ের ফাংশন;

• কেস 3 x 3 x 1 মিমি। 2.

জাইরোস্কোপ এটি একটি ডিভাইস যা কৌণিক স্থানচ্যুতি পরিমাপ করে। এটি অক্ষ সম্পর্কে ঘূর্ণনের কোণ পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই জাতীয় ডিভাইসগুলি বিমানের জন্য একটি নেভিগেশন এবং ফ্লাইট নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে: বিমান এবং বিভিন্ন ইউএভি, বা মোবাইল ডিভাইসের অবস্থান নির্ধারণের জন্য।

চিত্র 7 — একটি জাইরোস্কোপ দিয়ে পরিমাপ করা ডেটা

চিত্র 8 - অভ্যন্তরীণ কাঠামো

উদাহরণস্বরূপ, L3G3250A MEMS জাইরোস্কোপের বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা করুন:

• 3-অক্ষ এনালগ জাইরোস্কোপ;

• অ্যানালগ শব্দ এবং কম্পন থেকে অনাক্রম্যতা;

• 2 পরিমাপ স্কেল: ± 625 ° / s এবং ± 2500 ° / s;

• শাটডাউন এবং ঘুম মোড;

• স্ব-নির্ণয়ের ফাংশন;

• কারখানা ক্রমাঙ্কন;

• উচ্চ সংবেদনশীলতা: 2 mV / ° / 625 ° / s এ

• অন্তর্নির্মিত লো-পাস ফিল্টার

• উচ্চ তাপমাত্রায় স্থিতিশীলতা (0.08°/s/°C)

• উচ্চ প্রভাব অবস্থা: 10000g 0.1ms মধ্যে

• তাপমাত্রা পরিসীমা -40 থেকে 85 ডিগ্রি সেলসিয়াস

• সরবরাহ ভোল্টেজ: 2.4 - 3.6V

• খরচ: স্বাভাবিক মোডে 6.3 mA, স্লিপ মোডে 2 mA এবং শাটডাউন মোডে 5 μA

• কেস 3.5 x 3 x 1 এলজিএ

উপসংহার

এমইএমএস সেন্সর বাজারে, প্রতিবেদনে আলোচিত উদাহরণগুলি ছাড়াও, অন্যান্য উপাদান রয়েছে যার মধ্যে রয়েছে:

• মাল্টি-অক্ষ (যেমন 9-অক্ষ) সেন্সর

• কম্পাস;

• পরিবেশ (চাপ এবং তাপমাত্রা) পরিমাপের জন্য সেন্সর;

• ডিজিটাল মাইক্রোফোন এবং আরও অনেক কিছু।

আধুনিক শিল্প উচ্চ-নির্ভুলতা মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম যা সক্রিয়ভাবে যানবাহন এবং বহনযোগ্য পরিধানযোগ্য কম্পিউটারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।