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Tecnología MEMS

mems02Sistemas-Micro-Electro-Mecánicos o MEMS, son una tecnología que, en su forma más general puede ser definida como elementos mecánicos y electro-mecánicos (por ejemplo dispositivos o estructuras) miniaturizados que se realizan con técnicas de micro-fabricación.

Las dimensiones físicas críticas de los dispositivos MEMS pueden variar desde muy por debajo de una micra en el extremo inferior del espectro de dimensiones, hasta varios milímetros.

Asimismo, los tipos de dispositivos de MEMS pueden variar de estructuras relativamente simples que no tienen elementos móviles, a los sistemas electromecánicos extremadamente complejos con múltiples elementos móviles bajo el control de la microelectrónica integrada.

No sólo es el rendimiento de los dispositivos MEMS lo que los hace excepcionales, sino también su método de producción, el cual aprovecha las técnicas de fabricación por lotes, mismas utilizados en la industria de circuitos integrados, lo que se traduce en un costo de producción por cada dispositivos más bajo, así como muchos otros beneficios.

Productos comerciales diseñados con tecnología MEMS

MEMS Industry Group ® (MIG) que es una asociación dedicada a la promoción de productos que implementan tecnología MEMS y cuentan con capacidad de posicionarse en mercados internacionales.

A continuación se muestran algunos productos comerciales desarrollados, los cuales cuentan con tecnología MEMS para su desempeño. Para ver la lista completa y ver el detalle de cada producto se recomienda la liga:

http://www.memsindustrygroup.org/i4a/pages/index.cfm?pageid=3933

Automotriz

  • Airbags
  • BMW X5
  • Stability Control

Biotecnologia

  • Teltronic ikcal
  • Fluxxion filtration systems
  • Nanomi emulsificators

Electronica de Consumo

  • Blackberry Playbook
  • Apple iPad
  • Motorola Xoom
  • Apple iPods with hard disc drives
  • Select Toshiba, IBM and Apple laptops
  • Nintendo Wii
  • Sony Playstation 3
  • Panasonic Digital Still Cameras, e.g. Lumix
  • HDTVs and Projectors featuring DLP

Energy

  • Dimatix Materials Printer
  • Energy Harvesters                
  • Smart Home Control Systems  

Industrial

  • FuelSenseTM Density Meter
  • Nikon High-speed Optical Device for Maskless Exposure Systems
  • Polychromix Phazir
  • Sensata 8PP3 Silicon MEMS Strain Gauge pressure sensor

Medical

  • Shunt Valve Regulation
  • Debiotech Insulin Nanopump
  • Blood Pressure Monitor (invasive & non-invasive)
  • OMRON HEM-637 Blood Pressure Monitor
  • CardioMEMS' EndoSure® Wireless AAA Pressure Sensor
  • Inhalers
  • Medspray inhalators
  • Digestible Camera (“Pill-Cam”)
  • Timed Drug Delivery
  • Hearing Aid
  • OKO micromirror

Mobile Phones & Devices

  • Nokia 3230      
  • Samsung SGH E760
  • Vodafone
  • Sony Eriscson W760 shake device to change songs
  • Sony Ericsson W910i
  • Nokia N95 smartphone

Oil Exploration

  • Shell/HP- Onshore seismic low noise wireless sensor

Science/Research - Top

  • Sun Labs Sun SPOT- Java-programmable wireless devices with integrated MEMS accelerometers

Fuente:

MEMS Industry Group® (MIG) Homepage.


Más sobre MEMS

mems01El término utilizado para definir MEMS varía en diferentes partes del mundo. En los Estados Unidos que son en su mayoría llamados MEMS, mientras que en otras partes del mundo se les llama "Tecnología de Microsistemas" o "dispositivos micro-mecanizados".

Mientras que los elementos funcionales de los MEMS son estructuras miniaturizadas, sensores, actuadores, y microelectrónica, los elementos más notables (y quizás los más interesante) son los micro-sensores y micro-actuadores. Los micro-sensores y micro-actuadores están adecuadamente clasificados como "transductores", que se definen como dispositivos que convierten la energía de una forma a otra. En el caso de micro-sensores, el dispositivo normalmente convierte una señal mecánica medida en una señal eléctrica.

Durante las últimas décadas, los investigadores y desarrolladores de MEMS han demostrado un número extremadamente grande de micro-sensores para casi todas las modalidades posibles en la detección de temperatura, presión, fuerzas de inercia, las especies químicas, campos magnéticos, radiación, etc. Sorprendentemente, muchos de estos sensores micro-mecanizados han mostrado un desempeño superior al de sus homólogos de macro-escala. Es decir, la versión de micro-mecanizada, por ejemplo, de un transductor de presión, por lo general supera a un sensor de presión fabricado con las técnicas más precisas de mecanizado a nivel macro-escala.

Recientemente, la comunidad de investigación y desarrollo de MEMS ha mostrado una serie de micro-actuadores incluyendo: micro-válvulas para el control de flujo de gas y líquidos, interruptores ópticos y espejos para redirigir o modular los haces de luz, micro-espejos, micro-resonadores para un numerosas aplicaciones, micro-bombas para desarrollar presiones positivas en fluidos, micro-alerones para modular corrientes de aire sobre superficies de sustentación, así como muchos otros. Sorprendentemente, a pesar de que estos micro-actuadores son extremadamente pequeños, con frecuencia puede causar efectos a nivel macro-escalar, es decir, estos actuadores pequeños pueden realizar proezas mecánicas mucho más grande de lo que su tamaño supondría.

El verdadero potencial de los MEMS se aprecia una vez que estos sensores miniaturizados, actuadores, y todas las estructuras se pueden combinar en un sustrato de silicio común, junto con los circuitos integrados (microelectrónica). Mientras que los componentes electrónicos se fabrican usando secuencias de procesos de los circuitos integrados (IC por ejemplo, CMOS, Bipolar, BICMOS), los componentes micro-mecánicos son fabricados utilizando procesos de "micro-mecanizado", proceso en el cual se van grabando de manera selectiva partes de una oblea de silicio para agregar nuevas capas estructúrales que formen los dispositivos mecánicos y electromecánicos

mems03Más interesante aun, es cuando los MEMS son combinados no sólo con la microelectrónica, sino con otras tecnologías como la fotónica, la nanotecnología, etc.

Esta visión de los MEMS donde los micro-sensores, micro-actuadores y la microelectrónica, así como otras tecnologías, se pueden integrar en un solo microchip, se espera que sea uno de los avances tecnológicos más importantes del futuro. Esto permitirá el desarrollo de productos inteligentes mediante el aumento de la capacidad computacional de la microelectrónica con las capacidades de percepción y control de los micro-sensores y micro-actuadores.

Los sensores se encargan de reunir información del entorno a través de la medición de los fenómenos mecánicos, térmicos, biológicos, químicos, ópticos y magnéticos. Luego la electrónica procesar la información derivada de los sensores y realiza la toma de decisiones para que el actuador responder con movimiento, posicionamiento, regulación, bombeo, o filtrado, controlando de este modo el medio ambiente durante algún resultado deseado o propósito. La tecnología MEMS es muy diversa y está en pleno desarrollo, tanto en sus áreas de aplicación previstas, así como en la forma en que los dispositivos se están diseñando y fabricando. La tecnología MEMS está revolucionando muchas categorías de productos al permitir que el desarrollo de sistemas completos en un chip (systems-on-a-chip) sea una realidad.

A pesar de que MEMS y nanotecnología se cita a veces como tecnologías separadas y distintas, en realidad, la distinción entre ambas no es tan clara. De hecho, estas dos tecnologías son dependientes una de la otra. Del mismo modo, muchas tecnologías MEMS se están convirtiendo en dependientes de las nanotecnologías para el éxito de nuevos productos. Muchos expertos han concluido que los MEMS y nanotecnología son dos nombres diferentes para lo que es esencialmente una tecnología que abarca cosas altamente miniaturizadas que no pueden ser vistos por el ojo humano.

Fuente:

MEMS and Nanotechnology Exchange Homepage.




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