Свет Duty: Управление МОЭМС

Упаковка много технологий в ограниченном пространстве

Куксон ELECTRONICS

Micro-optoelectromechanical систем (МОЭМС) упаковать много технологий в один небольшой кусок недвижимости. Электроника, физика, химия, оптика, механика и биотехнологии, все сходятся в этом наномира, чтобы доставить невообразимого новые возможности, связанные со светом, с упаковкой ключевым фактором.

Две исключительные возможности делают оптических MEMS, или МОЭМС, почти магическое арене: ее бесконечно малых размеров и производство колдовство. В макромире, продукт MEMS эквивалент будет состоять из бесчисленных подразделений сделано во многих странах, десятки компаний, десятки тысяч рабочих. Тем не менее, более 1,5 млн. зеркала на чип произведены на кусочке материала несколько больше, чем 1 дюйм на стороне. Общее кол-во частей намного выше. Возьмем, к примеру, цифровых микрозеркальное устройство (DMD) из Далласа Texas Instruments Инк, с большим количеством деталей и сложности. С лишним миллионов части могут быть разработаны в последовательности процессов массового производства более чем 100 модулей на одной пластине с общим кол-во около одной четверти миллиарда зеркала на пластины.

Хотя эксперты отличаются от точных определений, МОЭМС существенно MEMS, которые взаимодействуют со светом, в том числе инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Оба МОЭМС и MEMS объединить полупроводников и электромеханические технологии. Возможности движения некоторых MEMS делает их идеальными для конечных продуктов, таких как автомобильные подушки безопасности. МОЭМС сталкиваются все с теми же проблемами, что делать MEMS, а также дополнительные 1: проблема нуждающихся в свет пути.

Несмотря на значительные проблемы производства остаются такие продукты, как вышеупомянутые TIDMD успешно вышли на рынок и другие продукты из нескольких десятков компаний, также быстрый переход к коммерциализации. МОЭМС продукции будет контролировать свет, а не на проекторы и дисплеи, а также в Интернете, фотоника становится основной технологией передачи. Модулированных пучков лазерного излучения похода мире так быстро, что сообщение может круг планете семь раз всего за один сердцебиение. Но эти данные широкополосного Интернет потоков оптимально переключается и направляется непосредственно в виде фотонов, а не в электронный формат, введенных ударов скорости. МОЭМС ответ на вопрос. Полный выключатели фотоники Интернет уже в стадии бета-тестирования и начнет ограниченное обслуживание в течение 2001 года. Микрозеркал и другие оптические приборы контроля будет ловить разноцветные лямбда-волны и ширина их в необходимом волокна из каналов и в киберпространстве. Исключительные пропускной был накоплен с помощью радуга светло т сена по тому же волокна, стало возможным благодаря волнового мультиплексирования (WDM). Больше длины волны, тем больше выигрыш при переходе на МОЭМС.

Возможно, основным поводом для беспокойства за изготовление является упаковка. Наноразмерных MEMS устройства могут быть легко нарушается или повреждены атмосферных загрязнителей, таких как влага и субмикроскопических частиц. Частицы будут варенье до механизм и блокировать компоненты. Что еще хуже, частицы могут быть произведены внутри упаковки, в качестве побочного продукта износа. Но влаги настоящий убийца МОЭМС.

Водяной пар может туман и разъедают тонкий оптики, но более коварная эффект явление, называемое "stiction". Stiction является трения, как повлиять на это замки поверхности вместе, как будто они были сразу же клеем. Stiction остается незамеченным в нашем макромире, поскольку ее сила незначительна. Но, как получить меньшие части, площадь поверхности к массе становится чрезмерным, и это в свою очередь, увеличивает поверхность эффекты, такие как stiction. Stiction может быть препятствием для MEMS, когда движущиеся части постоянно получают застрял. Разрушающее усилие может быть до миллиона раз выше, чем та сила, которая MEMS системы могут генерировать.

Stiction подвергается нападению, по крайней мере три направления. Водяной пар является минимальным с мощными высушивающих помещается внутри пакета. Многие из них влаги геттеры также разработан с липкой поверхностью, которые улавливают микроскопические частицы (частицы и удачливый человек). MEMS проектировщики стараются свести к минимуму поверхностного контакта. Еще один подход заключается в пальто поверхностях с низким уровнем энергии, фторопласт-как молекулы. Новых фторсодержащих parylene, Нова-HT, находится в стадии тестирования, как тонкий, паро-нанесенного покрытия.

МОЭМС сделок с электронами и фотонами. Фотонов должен быть перемещен в и из пакета для взаимодействия с устройством. Общий подход заключается в добавлении оконное стекло, а свет портов и волоконно-оптических также может быть использован. Т. использует связанных стеклянной крышкой для его ДМД пакета зеркально-массив.

Micropackaging промышленности также предлагает новые упаковочные решения для МОЭМС. Один новый пакет из Иерусалима основе чипа масштаба пакета (CSP) производитель ООО ShellCase называется ShellMEMS. Стеклянные крышки используется в этом пластины на уровне CSP.

Есть и другие фотона благоприятных решений, как стеклянную подложку модулей, предлагаемых в Интарсия Корпорация Fremont, Калифорния Хотя не предназначенных специально для МОЭМС, стекло может дать свет проходит и выход. Флип-чип МОЭМС устройство может быть использовано, чтобы она указывала света через стеклянную подложку. Другие флип-чип конструкции можно было бы использовать с более традиционными непрозрачной подложки с помощью световой портов или оптическому волокну.

Мы, конечно, в интересный этап технологии, как телекоммуникации перемещается на передний план. Интернет стал центром, который соединяет весь мир. Фотоника стало основным основу технологии все больше и больше оптического волокна развернута на суше и под водой. Почти все крупные массивы в настоящее время проводной для света. Подавляющее шоссе стекла сделаны волосы тонкие нити паутинка будет использовать МОЭМС как скорость-оф-свет технологии управления дорожным движением. Фотоника, однако, не будет вытеснять электроники - фотоны и электроны будут сосуществовать в условиях МОЭМС с высоким уровнем взаимодействия. Так что давайте ловить разноцветные волны - телекоммуникационных радуги. И да, это указывает на горшок с золотом.

Кен Гильо общее technologiest с Куксон Электроника, Foxboro, Массачусетс