misle.ru страница 1
скачать файл
Введение
Глобальное развитие микро технологий в значительной степени определило сегодняшний технический облик цивилизации. Две новые, бурно развивающиеся отрасли определяют и будут определять в ближайшие десятилетия прогресс человеческого общества. Первая – «Информационные технологии» - обеспечивает связи внутри человеческого сообщества. Вторая – «Технологии микросистем» - обеспечивает работу и связи информационных систем с внешним материальным миром. Первым этапом развития технологии микросистем стала микроэлектроника. Новые этапы характеризуются появлением микроэлектромеханических систем и более широкой области – микросистемной техники (МСТ).

По функциональной полноте и завёршённости МЭМС и НЭМС представляют следующий этап развития микроэлектроники.

Основное отличие микро и наноэлектромеханических (МЭМС и НЭМС) устройств от обычных микросхем заключается в том, что они являются, фактически, исполнительными устройствами, так как реализуют прием информации, ее обработку и преобразование в управляемое конечное механическое действие и наоборот.

На сегодняшний день известны множество микроустройств самых разнообразных конструкций и назначения (от наноскальпелей и пинцетов для работы с объектами наномира, пружин для подвесок винчестеров, струйных сопел принтеров, микромоторов, микронасосов, микротурбин до сенсоров).

По Винеру информационно-управляющая система состоит из объекта управления, сенсорной системы, подсистемы анализа и принятия решений, активаторной (воздействующей, исполнительной) подсистем. Развитие микроэлектроники в основном затронуло только подсистему анализа информации и принятия решений, остальные подсистемы развивались своим специфическим эволюционным путем. Для качественного прогресса в области создания подсистем сбора информации (сенсоров) и воздействия на объект (активаторов) необходима разработка таких конструкторско-технологических подходов и наборов операций, которые позволят унифицировать все многообразие технических решений сенсоров и активаторов в различных отраслях по технологии их изготовления, сохраняя такие важнейшие характеристики микроэлектронной технологии, как микроразмеры элементов и массовость промышленного выпуска изделий. Технология микросистем, выросшая на микроэлектронной технологии, может решить эту задачу и обеспечить массовый выпуск различных механических, электромеханических, оптических, химических и других компонентов для сенсорных и активаторных подсистем, органично сопрягающихся с микроэлектронной подсистемой в единую микросистему автоматического управления.

Такие системы, объединяющие в себе сенсорную, активаторную и управляющую компоненты – триады, по сути являющиеся аналогами биологических клеток, получили определения «умных (smart) материалов» - умная пыль, умная поверхность и умная структура. Переход от сосредоточенных к распределенным информационным системам ставит ряд совершенно новых проблем, касающихся вопросов разработки алгоритмов управления, как отдельными элементами, так и всей системы в целом.

Новые задачи в проектировании связаны с необходимость моделирования и решения задач не только схемотехники и логики, но и совокупности проблем механики твердого тела, термоупругости, электростатики и магнетизма, газо- и гидродинамики, учета эффектов квантовомеханической природы которые порознь или одновременно могут проявляться в создаваемом изделии микросистемной техники.

Разрабатываемое учебное пособие адресовано студентам университета, проходящим подготовку по направлениям: 654100 «Электроника и микроэлектроника», 658300 «Нанотехнология» и 651700 «Материаловедение, технологии материалов и покрытий», по ниже следующим специальностям: 014100 «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы» (специализации: «Физика и технология микро и наноэлектроники», «Методы исследования и контроля микро и наноструктур»), 200100 «Микроэлектроника и твердотельная электроника» (специализации: 200102 «Полупроводниковые структуры и материалы электронной техники», 200107 «Электронные датчики»), 071000 «Материаловедение и технология новых материалов» (специализация 071015 – «Физическое материаловедение и технология новых материалов электронной техники») и 202100 «Нанотехнология в электронике», а так же магистрантам и аспирантам.



Успешное освоение материала предполагает знания по базовым курсам естественно-научного и общепрофессионального циклов инженерных специальностей.
скачать файл


Смотрите также: