MEMSとは？

MEMSはMicro Electro-Mechanical Systemsの略で、 マイクロメートル単位で測定されるコンポーネントを持つ機能的な機械システムを指します。 MEMSは、従来のマクロスケール機械と未来のナノ機械の間の足がかりと見なされることがよくあります。 MEMS前駆体はしばらくの間マイクロエレクトロニクスの形で存在していましたが、これらのシステムは純粋に電子的であり、一連の電気的インパルス以外は処理または出力できません。 しかし、最新のMEMS製造技術は、集積回路の製造に使用されているのと同じ技術、つまりフォトリソグラフィーを採用した成膜技術に大きく基づいています。

MEMSの製造は、それ自体が目的ではなく実現技術と広く考えられており、有用なタスクを実行するために設計されたより広い範囲の物理構造を合成する能力のもう1つの歓迎すべき進歩として、エンジニアや技術者に見られています。 MEMSと関連して最もよく言及されるのは、化学物質の小さなサンプルを処理し、有用な結果を返す「ラボオンチップ」のアイデアです。 これは、医療分析の分野で非常に革新的である可能性があります。ラボ分析では、医療保険の追加費用、診断の遅延、および不便な事務処理が発生します。

MEMSは、2つの方法のいずれかで製造されます：材料の連続層を表面に堆積してから形状にエッチングする表面マイクロマシニング、または基板自体をエッチングして最終製品を製造するバルクマイクロマシニングのいずれかです。 表面マイクロマシニングは、集積回路の進歩に基づいているため、最も一般的です。 MEMSに特有の堆積技術では、「犠牲層」が残ることがあります。これは、製造プロセスの最後に溶解して洗い流されることを意図した材料の層で、残りの構造を残します。 このプロセスにより、MEMSデバイスは3次元の複雑な構造を持つことができます。 さまざまなマイクロスケールのギア、ポンプ、センサー、パイプ、およびアクチュエーターが製造されており、それらの一部はすでに日常の商用製品にすでに組み込まれています。

現代のMEMSの使用例には、インクジェットプリンター、自動車の加速度計、圧力センサー、高精度光学部品、マイクロフルイディクス、個々のニューロンの監視、制御システム、顕微鏡検査が含まれます。 現在、生産的なマクロスケール組立ラインのオーダーで生産的なマイクロスケール機械システムのようなものはありませんが、そのようなデバイスの発明は時間の問題に過ぎないようです。 接線で動作するこのようなシステムのアレイは、同じ体積を占有し、同じ量のエネルギーを消費するマクロスケールシステムよりも生産性が大幅に高いため、MEMSでの製造の見通しは刺激的です。 ただし、1つの顕著な制限は、マイクロスケールマシンシステムによって構築されたマクロスケール製品は、主にプレハブのマイクロスケールビルディングブロックで構成される必要があることです。