Разделы презентаций


Санкт - Петербургский Государственный Политехнический

Содержание

Введение. Назначение и структура дисциплины. 2.Сенсоры. Классификация сенсоров. 3.Актюаторы - микромеханические приводы движения. 4.Миниатюрные электрорадиомеханические и оптоэлектромеханические компоненты 5.Микромеханизмы, микропривод, микромашины 6.Аналитические микросистемы 7.Технологические микросистемы 8.Миниатюрные робототехнические системы

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1 Ю.Д.Акульшин
Санкт-Петербург - 2018
Вед.инженер НИЛ «НМСТ»
Введение в микросистемную технику
«Типы и

конструкции микроэлектромеханических систем»

Ю.Д.АкульшинСанкт-Петербург - 2018Вед.инженер НИЛ «НМСТ»Введение в микросистемную технику«Типы и конструкции микроэлектромеханических систем»

Слайд 2
Введение. Назначение и структура дисциплины.

2.Сенсоры. Классификация сенсоров.

3.Актюаторы - микромеханические приводы

движения.
4.Миниатюрные электрорадиомеханические
и оптоэлектромеханические компоненты

5.Микромеханизмы, микропривод, микромашины
6.Аналитические микросистемы

7.Технологические микросистемы

8.Миниатюрные робототехнические

системы
Введение. Назначение и структура дисциплины.		2.Сенсоры. Классификация сенсоров.	3.Актюаторы - микромеханические приводы движения.	4.Миниатюрные электрорадиомеханические и оптоэлектромеханические компоненты	5.Микромеханизмы, микропривод, микромашины		6.Аналитические

Слайд 3
Назначение и структура дисциплины.

Краткая история развития и применений микро-


наноэлектромеханических систем.

Основы микроэлектромеханических систем.


Основная терминология.

Назначение и структура дисциплины. Краткая история развития и применений микро- наноэлектромеханических систем. Основы микроэлектромеханических систем. Основная терминология.

Слайд 4Микросистемы по цели функционирования:

сенсоры – преобразователи внешнего физического воздействия в

удобный для измерения (чаще электрический) сигнал;
актюаторы (активаторы) – преобразователи управляющего

(чаще электрического) воздействия в требуемое физическое;
миниатюрные управляемые компоненты (микрореле, микрозеркала, затворы, фильтры и т. д.);
микромашины и микромеханизмы – микроустройства, предназначенные для передачи и преобразования механической энергии (зубчатые передачи, рычаги, микродвигатели, микротурбины, транспортеры и т. д.);
аналитические микросистемы – сложные микросистемы, предназначенные для диагностики и анализа (многосенсорные системы, микроспектрометры, биочипы и т. д.);
технологические микросистемы – сложные микросистемы, предназначенные для производства, переработки и преобразования веществ (микролаборатории, микроинструменты, микрореакторы и т. д.);
миниатюрные автономные микросистемы, микророботы (миниатюрные транспортные системы, микророботы для медицинских и других применений).

Микросистемы по иерархической структуре:

прямого преобразования энергии, сигнала
с обратной связью
интегрированные с системой преобразования, накопления, обработки сигнала и управления (интеллектуальные);
распределенные, адаптивные (умные поверхности, нейроподобные структуры).


Микросистемы по физической природе функционирования и преобразования энергии:
микромеханические, электромеханические;
пневмо-, акустомеханические;
термоэлектромеханические;
оптоэлектромеханические;
микрофлюидные;
химико-биологические и т. д.

Микросистемы по цели функционирования:сенсоры – преобразователи внешнего физического воздействия в удобный для измерения (чаще электрический) сигнал;актюаторы (активаторы)

Слайд 7Thermal AC-DC converter
Inertial sensors
MicroNozzles
Pressure sensors
Diffusion leak for helium leakage

R&D Lab

“Nano&MicroSystemsTechnologies”
Micro Analyzer
Mercury Micro Switch
Heat Micro Flowmeter
www.mems.ru

Thermal AC-DC converterInertial sensorsMicroNozzlesPressure sensorsDiffusion leak for helium leakageR&D Lab “Nano&MicroSystemsTechnologies”Micro AnalyzerMercury Micro SwitchHeat Micro Flowmeterwww.mems.ru

Слайд 8Актюаторы

Исполнительные
устройства
Датчики

Сенсоры
Решающее устройство

ЭВМ

Контролер
Микроэлектроника
Микротехнологии
МикроСистемная Техника

АктюаторыИсполнительныеустройства ДатчикиСенсорыРешающее устройствоЭВМКонтролерМикроэлектроникаМикротехнологииМикроСистемная Техника

Слайд 9Микротехнологии
Микроэлектроника

Параллельное (“групповое”) изготовление большего количества одинаковых устройств
Снижение сроков

разработки и стоимости производства
Однотипное и одновременное создание
сложных комплексных структур
Усложнение

геометрической конфигурации не является ограничением и не ведет к удорожанию устройства

Низкая стоимость единичного изделия

МикротехнологииМикроэлектроника Параллельное (“групповое”) изготовление большего количества одинаковых устройств Снижение сроков разработки и стоимости производстваОднотипное и одновременное создание

Слайд 10Закон Мура
3 000 000 000 транзисторов в 2010 г.
Sense

Compute Store

Transmit

99.999999999 %
Purity of Starting IC Si Wafer

Закон Мура3 000 000 000 транзисторов в 2010 г.Sense   Compute     Store

Слайд 11Микротехнологии
Микроэлектроника

МикротехнологииМикроэлектроника

Слайд 13Компас
(навигация)
(мониторинг состояния)
Датчик температуры
Датчик давления
Датчик влажности
(
метео
мониторинг)
Мобильная связь
Микросистемная техника

Компас(навигация)(мониторинг состояния) Датчик температурыДатчик давления Датчик влажности(метеомониторинг) Мобильная связьМикросистемная техника

Слайд 14Мобильная связь
Микросистемная техника

Мобильная связьМикросистемная техника

Слайд 15Мобильная связь
Микросистемная техника

Мобильная связьМикросистемная техника

Слайд 16МСТ - МЭМС
МОЭМС
Био-МЭМС
MOEMS
Bio-MEMS

МСТ - МЭМСМОЭМСБио-МЭМС MOEMSBio-MEMS

Слайд 17Нанотехнологии
ЕВРОПА
США
Япония
Микротехнологии
Терминология

НанотехнологииЕВРОПАСШАЯпонияМикротехнологииТерминология

Слайд 18Масштабы и шкалы
Микросистемная техника

Масштабы  и   шкалыМикросистемная техника

Слайд 19Микротехнологии
Параллельное (“групповое”) изготовление большего количества одинаковых устройств
Усложнение геометрической конфигурации

не является ограничением и не ведет к удорожанию устройства
Микросистемная техника
Возможность

одновременного формирования механических, электрических, химических и др-др. элементов датчиков

Низкая стоимость единичного изделия

Однотипное и одновременное создание
сложных комплексных структур

МикротехнологииПараллельное (“групповое”) изготовление большего количества одинаковых устройств Усложнение геометрической конфигурации не является ограничением и не ведет к

Слайд 20Микросистемная техника
Сбор
«энергетического
мусора»
Энергетическое обеспечение
Energy Harvesting
Sensor
Fusion

Микросистемная техникаСбор «энергетического мусора»Энергетическое обеспечение Energy Harvesting SensorFusion

Слайд 21How Can We Roadmap MEMS?
МИКРОфоны
Масштабы и шкалы
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ
Гироскопы
резонаторы

How Can We Roadmap MEMS?МИКРОфоныМасштабы и шкалыДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ Гироскопырезонаторы

Слайд 22Pressure Sensor - 1965
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА
От истоков
0.15 x 0.4

x 0.9 mm

Pressure Sensor - 1965ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПАОт истоков0.15 x 0.4 x 0.9 mm

Слайд 23www.mems.ru
Кремниевые чипы
Низкопрофильные датчики для установки на поверхности аэродинамических моделей
Диапазоны давлений

0…10 кПа, 0…1 МПа, Частотный диапазон 0…20 кГц;
ЦАГИ
1978
Датчики давления
ЛПИ

www.mems.ruКремниевые чипыНизкопрофильные датчики для установки на поверхности аэродинамических моделейДиапазоны давлений 0…10 кПа, 0…1 МПа, Частотный диапазон 0…20

Слайд 24ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ
для аэродинамических исследований
CALTECH
KULITE
ENDEVCO

ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ для аэродинамических исследованийCALTECHKULITEENDEVCO

Слайд 251150 x 725 мкм
3F Gauge Pressure Sensor Die
GE Sensing &

Inspection Technologies
Пластина и кремниевые чипы
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА
1500 шт/пл
Катетерный датчик

1150 x 725 мкм3F Gauge Pressure Sensor DieGE Sensing & Inspection TechnologiesПластина и кремниевые чипыДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО

Слайд 26Автомобиль
МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ

Автомобиль МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ

Слайд 27Микросистемная техника
Автомобиль
Температура
(комфорт)


Алкоголь
(водитель)
Акустика
(столкновения)
Угловое ускорение
(подвеска)
Давление
(шины, АВС)
NOX
(выхлоп)
Гироскопы
(навигация)
Расход воздуха
(воздух /

топливо)
Кислород
(воздух/топливо)
Давление
(MAP, топливо,
EGR )
(подушка безопасности)
Линейное
ускорение

Плотность заряда
(аккумулятор)
ENME 489F /

808K
Микросистемная техникаАвтомобиль Температура(комфорт)Алкоголь(водитель) Акустика(столкновения)Угловое ускорение(подвеска)Давление(шины, АВС) NOX(выхлоп) Гироскопы(навигация)Расход воздуха(воздух / топливо)Кислород(воздух/топливо)Давление(MAP, топливо, EGR )(подушка безопасности) Линейное ускорениеПлотность

Слайд 28Микросистемная техника
Автомобиль

Микросистемная техникаАвтомобиль

Слайд 29МЭМС предохранительно-
- исполнительное устройство для торпед
Микротехнологии обеспечивают
уменьшение объема


в 17 раз
при уменьшении себестоимости в 4 раза
Взрыватель МК 48


1850 см3

Микросистемная техника

Военная техника

МЭМС предохранительно- - исполнительное устройство для торпедМикротехнологии обеспечивают уменьшение объема в 17 разпри уменьшении себестоимости в 4

Слайд 30МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ
Снижение СКО в 10 раз
МЭМС
2000
2000

МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ ДАТЧИКИСнижение СКО в 10 разМЭМС20002000

Слайд 31МЕМС в военной технике
Системы позиционирования
Системы координации
Сенсорика
Связь

Управление подрывом

МЕМС в военной технике Системы позиционирования Системы координации Сенсорика Связь Управление подрывом

Слайд 32MIT Microengine Project
Микроурбина D4мм
Расчетные параметры
2.2 млн об/мин 60

Вт
энергетические
МЭМС –
Power MEMS

MIT Microengine Project Микроурбина D4ммРасчетные параметры 2.2 млн об/мин 60 ВтэнергетическиеМЭМС –Power MEMS

Слайд 33Micro-Turbo-Generator
MIT Microengine Project
Демоверсия: 1,2 млн об/мин 17 Вт
Компрессор D8мм

U2 - 500 м\с
Лопатки h250мкм
Групповое изготовление элементов
Воздушные подшипники
D700мкм
Гидродинамические:
спиральные канавки

h1,5мкм
Гидростатические:
отверстия n12 d12мкм

Расчетные параметры
2.2 млн об/мин 60 Вт

Датчик оборотов и температуры
PolySi 50*50 мкм h,менее 1мкм

Топливный клапан
2*2мм, D1мм h3мкм
5000 шт с 1 пластины

МЭМС - источники энергии

Micro-Turbo-GeneratorMIT Microengine Project Демоверсия: 1,2 млн об/мин 17 ВтКомпрессор D8мм U2 - 500 м\сЛопатки h250мкмГрупповое изготовление элементовВоздушные

Слайд 34MIT Microengine Project
Топливный клапан

2*2мм, D1мм h3мкм
5000 шт с 1

пластины

MIT Microengine Project Топливный клапан2*2мм, D1мм h3мкм5000 шт с 1 пластины

Слайд 35МикроЖРД
Расчетные параметры
Тяга 15Н, давление в камере 125 атм

тяга/вес 1000:1
тяговая мощность 20 кВт , удельный импульс

300 с

Огневые испытания:
тяга 1Н давление в камере до 12 атм, тяга/вес 85:1
тяговая мощность 750 Вт
Кислород –метан

Масса 1,2 г, габариты 18*13,5*3 мм

Турбонасос
Производительность 2,5 г/с

МЭМС - двигатели

MIT Microengine Project

МикроЖРДРасчетные параметры Тяга 15Н, давление в камере 125 атм    тяга/вес 1000:1тяговая мощность 20 кВт

Слайд 36МОЭМС
MOEMS
Цифровое микрозеркальное устройство фирмы TI
1024х1024 микрозеркал

МОЭМСMOEMSЦифровое микрозеркальное устройство фирмы TI1024х1024 микрозеркал

Слайд 37Микро Оптическая скамья Wu 1996
МОЭМС
MOEMS
Цифровое микрозеркальное устройство фирмы

Микро Оптическая скамья   Wu 1996МОЭМСMOEMSЦифровое микрозеркальное устройство фирмы TI

Слайд 38Fully integrated mems|cam module
250M phones shipped with DOC technology


МОЭМС
MOEMS

Fully integrated mems|cam module 250M phones shipped with DOC technology 	МОЭМСMOEMS

Слайд 39Voice coil autofocus
Mems cam autofocus
Versus
250M phones shipped
with

DOC technology

Voice coil autofocus Mems cam autofocus Versus250M phones shipped with DOC technology

Слайд 41МЭМС
Элементы зубчатых
зацеплений
МИКРОМЕХАНИКА
Микроредукторы

МЭМСЭлементы зубчатых зацепленийМИКРОМЕХАНИКАМикроредукторы

Слайд 42СВЧ МЭМС в ФАР
Возможности создания ФАР новой архитектуры и компоновки.

СВЧ МЭМС в ФАРВозможности создания ФАР новой архитектуры и компоновки.

Слайд 43Био-МЭМС
Bio-MEMS
Микро – флюидика
Microfluidics
Микроклапан
Биофильтр с иммуносенсором
Система управления
Датчик расхода жидкости
Магнитный гомогенизатор

с дендромером
Встроенный
Био - чип
Интегральная микрофлюидная система для биохимического анализа

Био-МЭМС Bio-MEMSМикро – флюидикаMicrofluidicsМикроклапанБиофильтр с иммуносенсоромСистема управленияДатчик расхода жидкостиМагнитный гомогенизатор с дендромеромВстроенныйБио - чипИнтегральная микрофлюидная система для

Слайд 44Микросистемная техника
Сбор
«энергетического
мусора»
Энергетическое обеспечение
Energy Harvesting
Sensor
Fusion

Микросистемная техникаСбор «энергетического мусора»Энергетическое обеспечение Energy Harvesting SensorFusion

Слайд 46РАЗВИТИЕ МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ
Интернет вещей

What the Internet of Things

(IoT) Needs to Become a Reality

РАЗВИТИЕ МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ Интернет вещей What the Internet of Things (IoT) Needs to Become a Reality

Слайд 47РАЗВИТИЕ МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ
Число механических компонентов, М
Число транзисторов, Т
109
109
Т=107… 108
М=104…

106
Уровень и прогноз
Рост числа элементов – новое качество

РАЗВИТИЕ МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ Число механических компонентов, МЧисло транзисторов, Т109109Т=107… 108М=104… 106Уровень и прогнозРост числа элементов – новое

Слайд 48Направления работ
Гироскопы и акселерометры
Микромеханические устройства
Бетавольтаика
Метрологические приборы

Микроустроства управления
Микроактуаторы
Микрофлюидика
СВЧ коммутаторы
Петербургский Государственный
Политехнический Университет
Лаборатория
нано-

и

микросистемной техники

Направления работ Гироскопы и акселерометры Микромеханические устройства Бетавольтаика Метрологические приборы Микроустроства управления Микроактуаторы Микрофлюидика СВЧ коммутаторыПетербургский Государственный

Слайд 49Глубокое реактивное травление
Сварка кремния со стеклом
Технология фоточувствительного стекла
Технология гофрированных мембран
www.mems.ru
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ

ТЕХНОЛОГИИ МСТ

Глубокое реактивное травлениеСварка кремния со стекломТехнология фоточувствительного стеклаТехнология гофрированных мембранwww.mems.ruСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ МСТ

Слайд 50ФИЗИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ANSYS
COMSOL Multiphysics
SolidWorks
coventor

ФИЗИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕANSYSCOMSOL MultiphysicsSolidWorks coventor

Слайд 51More than Moore: Расширение сфер применения
More Moore: Миниатюризация
ITRS 2011

Edition

More than Moore: Расширение сфер применения More Moore: МиниатюризацияITRS 2011 Edition

Слайд 52Дорожная карта эволюции МЭМС
Стратегический план развития
полупроводниковых технологий (ITRS)

Дорожная карта эволюции МЭМССтратегический план развития полупроводниковых технологий (ITRS)

Слайд 53Производитель
Внешнее
производство
Полный цикл
Внешнее
корпусирование
Внешнее
тестирование
Внешнее
моделирование
В мире более 300 фирм c

неполным циклом

ПроизводительВнешнее производствоПолный циклВнешнее корпусированиеВнешнее тестированиеВнешнеемоделированиеВ мире более 300 фирм c неполным циклом

Слайд 54В России существует научно исследовательская база для разработки МЭМС-устройств.
Массовое производство

МЭМС устройств в России находится на ранней стадии становления.
Все существующие

производители МЭМС-устройств выпускают узкоспециализированную продукцию для конкретных потребителей.
На сегодняшний день в России отсутствуют производственные мощности, способные покрыть потребности промышленности в МЭМС-устройствах.
В России существует научно исследовательская база для разработки МЭМС-устройств.Массовое производство МЭМС устройств в России находится на ранней

Слайд 55МЕМС в системах управления
Системы позиционирования
Системы координации
Сенсорика
Связь

МЕМС в системах управления Системы позиционирования Системы координации Сенсорика Связь

Слайд 56Ячейка атомных часов
Ячейка атомных часов заполнена инертным газом и парами

активного металла.
Отработана технология заполнения Неоном и парами Цезия или

Рубидия.

приложение

Ячейка атомных часовЯчейка атомных часов заполнена инертным газом и парами активного металла. Отработана технология заполнения Неоном и

Слайд 57МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Non standard
Modif - Flat -16
TO-8 3101.8
Modif

155.36-2
корпусирование

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИNon standardModif - Flat -16TO-8   3101.8Modif    155.36-2корпусирование

Слайд 58XTHL-312
Stall & Surge Pressures
Dynamic Pressure Measurements
Диапазон температур
-50

….. 540oC
Турбореактивные двигатели
Active Stall & Surge Control•
Диапазон температур
-50

…….. 640oC

WCT-312

Диапазон частот
0….. 100 кГц

Диапазоны измеряемых давлений
1….. 100 атм


G-sensitivity: < .000001% FS/g

XTHL-312 Stall & Surge Pressures Dynamic Pressure MeasurementsДиапазон температур -50 ….. 540oC Турбореактивные двигателиActive Stall & Surge

Слайд 59FLOW ANGLE PROBE
MINIATURE IS® PRESSURE TRANSDUCER
FAP-250 SERIES

FLOW ANGLE PROBEMINIATURE IS® PRESSURE TRANSDUCERFAP-250 SERIES

Слайд 60www.mems.ru
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА
Кремниевые чипы
Низкопрофильные датчики для установки на поверхности

аэродинамических моделей
Диапазоны давлений 0…10 кПа, 0…1 МПа, Частотный диапазон 0…20

кГц;

Многоцелевой датчик болтового типа

Ударная труба для динамической градуировки датчиков

ЛПИ 1978

www.mems.ruДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПАКремниевые чипыНизкопрофильные датчики для установки на поверхности аэродинамических моделейДиапазоны давлений 0…10 кПа, 0…1 МПа,

Слайд 61www.mems.ru
Датчики для установки
на рабочие колеса турбомашин
Работоспособность при уровне центробежных

ускорений до 30000 g
РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА

для исследования турбомашин
www.mems.ruДатчики для установки на рабочие колеса турбомашинРаботоспособность при уровне центробежных ускорений до 30000 gРАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРАДАТЧИКИ

Слайд 62www.mems.ru
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА
для мониторинга турбомашин
Испытания система антипомпажной защиты

www.mems.ruДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА для мониторинга турбомашинИспытания система антипомпажной защиты

Слайд 63Петербургский Государственный
Политехнический Университет
Лаборатория
нано- и
микросистемной техники
Испытания система антипомпажной

защиты

Петербургский Государственный Политехнический УниверситетЛаборатория нано- и микросистемной техникиИспытания система антипомпажной защиты

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика