Sistemas Microelectromecnicos (MEMS) y Sus Aplicaciones

Sistemas Microelectromecnicos (MEMS) y sus AplicacionesDr. Rafael Vargas BernalDepartamento de Ingeniera en Materiales20 de Marzo de 2013

CONTENIDOIntroduccinProceso de Diseo y FabricacinAplicacionesSensores y ActuadoresMOEMSRF MEMSBioMEMS y MicrofluidosConclusionesRVB 2013Introduccin

RVB 2013Qu son los MEMS?Estructuras complejas, dispositivos y sistemas en la escala de micro-metros.Micro-Mecnica, Micro-Fluidos, Micro-Trmica, Micro-Magntica, Micro-ptica, Micro-Qumica, etc.RVB 2013

AcrnimosMEMS, Sistemas Micro-Electromecnicos. Universalmente (todos los dispositivos fabricados por micro-maquinado excepto los circuitos integrados).Micro-Sistemas en Europa.Micro-Mquinas en Asia.MOEMS, BioMEMS, RFMEMS, Dispositivos para Microfluidos.RVB 2013Funciones de los MEMSPueden sensar, controlar, y activar algn proceso en la micro-escala y funcionan individualmente o en arreglos para generar efectos en la macro-escala.

RVB 2013Tamao de los MEMS

RVB 2013Ventajas de los MEMSCompactosFuncionalesVelocidadEficiencia en EnergaFiabilidadBajo Costo

RVB 2013Anlisis Fsicos Involucrados en los MEMS

Fluidos MagnticoElectro-magnticoTrmicoElectrostticoElctricoEstructuralRVB 2013QumicoEvolucin de la Tecnologa

RVB 2013Mercado de MEMSRVB 2013

Mercado de GiroscopiosRVB 2013

Mercado de Dispositivos Microfludicos

RVB 2013Proceso de Diseo y FabricacinRVB 2013

Qu es el Micro-Maquinado?Conjunto de herramientas de diseo y fabricacin que maquinan y forman estructuras y elementos en micro escala.Diferentes materiales, formas, dimensiones, etc. son obtenidos.

RVB 2013Procesos Comunes con los Circuitos IntegradosFotolitografaOxidacin TrmicaDifusin de DopantesImplantacin por IonesDeposicin de Vapor Qumico a Baja Presin (LPCVD)Deposicin de Vapor Qumico mejorada por Plasma (PECVD)

EvaporacinBombardeoGrabado en HmedoGrabado por PlasmaGrabado por Iones ReactivosMolido de Iones

RVB 2013Procesos Especficos para MEMSGrabado Hmedo Anisotrpico de Si de Cristal SimpleGrabado por Iones Reactivos Profundos (DRIE)Litografa por Rayos-XGalvanoplastiaGrabado de Pelcula GruesaDeposicin de Vapor Qumico a Baja Presin y Bajo EsfuerzoMicromoldeadoMicroensamblado, etc.RVB 2013Micro-Maquinado en Superficie Mtodo para producir MEMS al depositar, estampar, y grabar una secuencia de pelculas, tpicamente de 1 a 100 m de espesor.Existen capas de sacrificio y capas estructurales.

RVB 2013Micro-Maquinado en VolumenEl material del substrato es estampado y amoldado para formar un componente funcional importante del dispositivo resultante.Se pueden hacer zanjas, huecos, boquillas, vas, y canales

RVB 2013Comparacin del Micro-Maquinado de Diferentes MaterialesSubstratoCostoMetalizacinCapacidad de Micro-MaquinadoCermicoMedioJustaPobrePlsticoBajoPobreJustaSilicioBajoBuenaBuenaVidrioBajoBuenaPobreRVB 2013Materiales para el Diseo de MEMSMateriales usados en Circuitos Integrados y MEMSSiSiO2Si3N4AlMateriales especiales para MEMSPelculas Piezoelctricas (p. e. PZT)Pelculas Magnticas (p. e. Ni, Fe, Co, aleaciones de tierras raras)Materiales de Alta Temperatura (p. e. SiC y cermicas)Aleaciones de Aluminio RobustasAcero Inoxidable, Pt, Au, VidrioPlstico (p. e. PVC, PDMS)RVB 2013Eleccin de MaterialesPropiedadSiSiO2Si3N4CuarzoSiCAlN92% Al2O3Permitividad Relativa (e0)11.83.843.759.78.59Rigidez Dielctrica (V/cm x 106)33-105-1025-4041311.6Movilidad del electrn (cm2/Vs)15001000Movilidad del hueco (cm2/Vs)40040Mdulo de Young (GPa)16073323107450340275Lmite Elstico (GPa)78.4149211615.4Densidad (g/cm3)2.42.33.12.653.23.263.62Coeficiente de Expansin Trmica (10-6/oC)2.60.552.80.554.246.57Conductividad Trmica a 300 oK (W/cmK)1.570.0140.190.013851.60.36Calor Especifico (J/gK)0.710.70.7870.80.710.8Temperatura de Fusin (oC)1415170018001610283024701800RVB 2013Silicio y sus PropiedadesFunciones electrnicas, mecnicas, trmicas, pticas (recepcin) e incluso de flujo de fluidos (no del todo perfectas).En forma amorfa y policristalino puede ser depositado en pelculas de menos de 5 m.En forma cristalina es la base fundamental de obleas como substrato excelente.RVB 2013xidos y Nitruros de SilicioSiO2, SiOx, vidrio de silicato: elctricos y trmicos. Grabados por acido fluorhdrico para micro-maquinado en superficie. Esfuerzos intrnsecos grandes no se recomienda en pequeas dimensiones.Nitruro de Silicio (SixNy) evita que iones de Na y K se difundan, esfuerzos intrnsecos controlados, se usa para enmascarar contra soluciones alcalinas.RVB 2013Pelculas Delgadas de MetalMetal (-cm)reas Tpicas de AplicacinAg1.58Electroqumica.Al2.7Interconexiones Elctricas.Reflexin ptica en la Regin Visible e Infrarroja.Au2.4Interconexiones Elctricas de Alta Temperatura, Reflexin ptica en el Infrarrojo, y Electroqumica.Cr12.9Capa de Adhesin Intermedia.Ni6.8Transduccin Magntica.Pd10.8Electroqumica y Capa Hmeda de Soldadura.PermalloyTM (NixFey)Transduccin Magntica.Pt10.6Electroqumica y Micro-Electrodos para Sensores de Bio-Potenciales.Ti42Capa de Adhesin Intermedia.TiNi80Actuacin de Aleacin como una Memoria.W5.5Interconexiones Elctricas de Alta Temperatura.RVB 2013PolmerosPueden ser depositados desde un grosor de unos pocos nanmetros hasta centenas de micra.Usados para el sensado de gases y humedad.Aunque rgidos no pueden soportar temperaturas de ms de 200 C.RVB 2013Cermicas y Compuestos III-VVidrio (capilares) y Cuarzo (Piezoelctrico)Carburo de Silicio y Diamante (dureza, resistencia a ambientes severos, excelentes propiedades trmicas, y piezo-resistivos)GaAs, InP, AlGaAs, GaN: lser, micro-espejos, interruptores, antenas, y otros dispositivos pticos y de telecomunicaciones.RVB 2013Aleaciones con Estado de MemoriaRetornan a su estado predeterminado cuando son calentadas arriba de la temperatura de transicin.Au-Cd, Ti-Ni, Cu-Al-Ni, Fe-Ni, Fe-PtTienen diferentes propiedades mecnicas, elctricas, piezoelctricas, piezoresistivas, magnticas, y trmicas.RVB 2013Pasos de Proceso Bsicos

RVB 2013Proceso de Fabricacin

RVB 2013Joel A. Kubby, A Guide to Hands-on MEMS Design and Prototyping, Cambridge University Press, United Kingdom, 2011.LIGA

RVB 2013LIGA

RVB 2013Micrografa de un MEMS

RVB 2013Micrografa y Empaquetamiento

RVB 2013Metodologa de Diseo General Identificacin de los Procesos de Operacin y Elementos Estructurales GlobalesAnlisis y Simulacin Matemtica de los ElementosVista General de los Pasos Individuales de FabricacinDisposicin de las Mscaras LitogrficasUso de Software Especializado de Diseo de MEMS para diseo fsico en laboratorioRVB 2013Proceso de Diseo de MEMS Mecnicos

RVB 2013AplicacionesRVB 2013

Aplicaciones de los MEMS

RVB 2013MEMS para Insectos Hbridos

RVB 2013

Agencia de Proyectos de Investigacin Avanzada de Defensa del Departamento de Defensa de los Estados UnidosActuador Capacitivo basado en MEMS

RVB 2013Tipos de Sensores de Presin

RVB 2013Sensor de Presin Diferencial

RVB 2013Sensor de Presin MEMSMide la presin tpicamente de gases o lquidos. Es una expresin de la fuerza requerida para detener un fluido desde la expansin, y es normalmente establecida en trminos de fuerza por unidad de rea.

RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)En la medicin de presin intrauterina durante las contracciones maternas y colocado entre la cabeza del beb y el muro intrauterino.En el monitoreo de los signos vitales tales como presin de sangre y respiracin en hospitales y ambulancias.En el monitoreo respiratorio de un paciente en los ventiladores usados para proporcionar oxgeno.RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)RVB 2013

Sensores de Presin MEMS (Usos)

RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)En la medicin y control del nivel de vaco usado para remover fluido del ojo, el cual es limpiado de desechos y retirado del ojo durante la ciruga.En la regulacin de la presin interior de colchones inflables para reducir el dolor as como para mejorar la salud del paciente que ha sufrido quemaduras.RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)RVB 2013

Sensores de Presin MEMS (Usos)En la correccin de presin baromtrica para el anlisis de concentraciones de O2, CO2, calcio, potasio, y glucosa en la sangre del paciente en analizadores de sangre.En el monitoreo del ciclo de respiracin del paciente y la liberacin del medicamento en el tiempo apropiado en el ciclo de respiracin para un efecto ptimo en inhaladores.RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)

RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)En el monitoreo de las presiones de entrada y salida de la sangre y la solucin de la dilisis y para regular las razones de flujo durante el procedimiento de dilisis de riones.En el monitoreo de la razn de flujo y deteccin de las obstrucciones y bloqueos que indican que el medicamento no est siendo apropiadamente entregada al paciente por la bomba de infusin de medicamento.RVB 2013Sensores de Presin MEMS (Usos)RVB 2013

AcelermetroRVB 2013

Dispositivo que mide la aceleracin apropiada, es decir, aceleracin experimentada por un objeto ya sea en cada libre o en forma inercial.Activacin de Bolsas de Aire

RVB 2013Michael Kraft and Neil M. White, MEMS for Automotive and Aerospace Applications, Woodhead Publishing, United Kingdom, 2013.Activacin de Bolsas de Aire

RVB 2013Michael Kraft and Neil M. White, MEMS for Automotive and Aerospace Applications, Woodhead Publishing, United Kingdom, 2013.Activacin de Bolsas de Aire

RVB 2013Localizacin de las Bolsas de Aire

RVB 2013GiroscopioDispositivo para medir o mantener la orientacin, basada en los principios de momento angular.

RVB 20139 Grados de Libertad

RVB 201310 Grados de Libertad

RVB 2013Componentes MEMS en un Celular

RVB 2013RF MEMSSon micro sistemas para aplicaciones de radio frecuencia y ondas milimtricas aplicando estructuras mecnicas.

RVB 2013SignificadoEl trmino RF MEMS se refiere al diseo y fabricacin de MEMS para circuitos integrados de radio frecuencia. No debe ser interpretado como MEMS tradicionales operando en esas frecuencias.Son usados para actuacin o ajuste de un dispositivo o componente de radio frecuencia, tal como capacitores, interruptores y filtros. RVB 2013MaterialesEl oro es un material atractivo para los dispositivos trabajando en los rangos de frecuencia de microondas y/o ondas milimtricas, debido a que su alta conductividad ayuda a reducir la prdida del dispositivo fabricado.RVB 2013Funciones (1)Las fuerzas que proporcionan los actuadores son suficientes para cambiar las propiedades de sistemas globales que involucran ondas milimtricas y de microondas.Dispositivos pasivos son: Lneas de transmisin, filtros y acopladores.Dispositivos activos son: interruptores, sintonizadores y capacitores variables.RVB 2013Funciones (2)La fuerza electromotriz usada para mover las estructuras sobre la superficie de la oblea es tpicamente atraccin electrosttica, aunque estructuras de actuador basadas en gases, trmicas o magnticas han sido desarrolladas.RVB 2013reas de AplicacinRF MEMS estn diseados especficamente para electrnica de telfonos mviles y sistemas de telecomunicacin tales como radar, sistemas de posicionamiento global y antenas auto-dirigibles.RVB 2013Ejemplosmicro-interruptorescapacitores sintonizablesinductores micro-maquinadosantenas micro-maquinadasmicro lneas de transmisin, yresonadores.RVB 2013Operacin de un Microespejo

RVB 2013Operacin de una Rejilla de Difraccin

RVB 201370MOEMSSon micro sistemas para aplicaciones fotnicas con el fin de aumentar el ancho de banda de transmisin usados en el espacio libre y por guas de onda.

RVB 2013Aplicaciones ClavePantallas de ProyeccinComponentes para Comunicaciones para Fibras pticas (fuentes, interruptores, conexiones cruzadas, ruteadores, etc.)Sensado pticoProduccin de ImgenesRVB 2013Dispositivos Clave (1)ptica UtilizadaDispositivosDispositivos de Modo ReflectorArreglos de micro-espejos para sistemas de despliegue de informacin, Arreglos de pistn para correccin de faseptica de Modo por DifraccinPlaca en zona de Fresnel, rejillas sintonizablesptica en el Espacio LibreInterruptores pticos en 2 y 3 dimensionesptica por Gua de OndaGua de onda plana, dispositivos de alineacin en lnea de fibraRVB 2013Dispositivos Clave (2)ptica UtilizadaDispositivosDispositivos en Modo de InterferenciaLseres de cavidad externa Fabry-Perot sintonizableDetectoresBolmetro, micro-espectrmetroDispositivos de TransmisinMicro-obturadores y micro-troceadores pticosptica AdaptivaEspejos deformables para correccin de aberracinFuentesLser de cavidad externa, lser de emisin por superficie con cavidad verticalRVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (1)En la era de informacin digital, ms aplicaciones multimedia requieren dispositivos de despliegue con pantallas ms grandes, vivas, compactas y personalizadas. El procesamiento de luz digital para proyectores porttiles en lugares grandes (10,000 lumens) y de bajo costo fue introducido por Texas Instruments a travs del DMD.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (2)La idea clave de un dispositivo de despliegue basado en micro-espejos es proporcionar un arreglo de micro-espejos bi-estables para interceptar la trayectoria de luz de modo que una de las posiciones del espejo dirige la luz hacia una pantalla, mientras que la otra posicin dirige la luz hacia un bloque donde sta es adsorbida.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (3)Cada espejo modula un diferente pxel. Al vibrar el espejo, la escala de grises puede ser realizada. Los colores pueden ser obtenidos por tcnicas estndar tales como un disco de color (ms compacto y ms barato, y por lo tanto ms comn) o arreglos de tres espejos (rojo, verde, azul) combinados con ptica dicroica y proyectados hacia la misma pantalla.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (4)Cada uno de estos espejos diminutos se inclina en respuesta a cargas electrostticas sobre el substrato de montaje del espejo. Dependiendo del grado de inclinacin (+10, 0, -10), los espejos individuales reflejan el control de encendido y/o apagado de la luz desde la lmpara de proyeccin.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (5)Controlar el ciclo de trabajo de las etapas de encendido y/o apagado, puede ser realizado digitalmente para cada color primario por 10 bits (1024 combinaciones).La imagen a color es realizada con discos de color giratorios con un conjunto de DMDs o con espejos dicroicos combinados con prismas y tres conjuntos de DMDs para el rojo, verde y azul.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (6)Las seales de video o grficas de entrada son convertidas en un cdigo digital de datos binarios (0s y 1s) que inclinan los espejos convenientemente. Al proyectar la luz modulada a travs del lente de proyeccin con procesamiento digital de seales preciso, una imagen a todo color en una pantalla grande es proyectada.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (7)El sistema completo tiene a los micro-espejos en la parte superior de un circuito de memoria esttica RAM CMOS. Cada interruptor micro-espejo tiene un espejo de aluminio de 16 m por 16 m. El espejo es inclinado a lo largo de la bisagra en direccin diagonal, a travs de la atraccin electrosttica producida en el espacio de aire debajo del espejo y en la parte superior del circuito.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (8)La cuestin tcnica clave es la fiabilidad mecnica. Debido a la alta velocidad de la modulacin por ancho de pulso, la bisagra de torsin requiere una fiabilidad de ms de 1013 ciclos a travs de su vida de operacin. Problemas de falla o de memoria de la bisagra han sido resueltos por mejoras continuas en el diseo en los ltimos diez aos.RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (9)

RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (10)

RVB 2013Dispositivo Micro-EspejoDigital o DMD (11)Los micro-espejos han sido usados para dirigir la trayectoria del haz ptico a travs de una gua de onda, dentro y fuera de las fibras pticas y para redirigir la luz fuera de las trayectorias coaxiales.Han sido desarrollados sobre silicio desnudo, superficies metlicas, y grupos de mltiples capas con ndice refractivo diferencial.RVB 2013BioMEMS y Micro-FluidosLos BioMEMS son dispositivos en la micro y nano escala siendo desarrollados para la manipulacin de molculas, clulas, protenas, y qumicos.Son usados para medir fenmenos biolgicos y desarrollar funciones de diagnstico y teraputicas.RVB 2013BioMEMS (2)Toman la forma de sensores y sondas basadas en micro-fluidos, tambin referidos como biosensores; implantes biolgicos incluyendo dispositivos cardiovasculares, neuronales, oculares, auditivos, y aquellos relacionados con el esqueleto, y sistemas de entrega de medicamento para desarrollar funciones de anlisis de micro-fluidos.RVB 2013BiosensorDispositivo de sensado que usa un elemento sensible biolgicamente como el realizador de la deteccin y monitoreo de la presencia de una sustancia qumica y un elemento transductor para detectar selectiva y cuantitativamente la presencia de compuestos especficos en un ambiente externo dado.RVB 2013Micro-ArregloLa organizacin de mltiples herramientas de anlisis sobre un circuito usadas para estudiar la expresin de genes (por ejemplo, micro-arreglos de ADN) o interaccin qumica.RVB 2013Expresin de GenesEl proceso por el cual una informacin codificada por genes es convertida en los operandos de una clula. Los genes expresados incluyen aquellos que son transcritos hacia el mARN y luego trasladados hacia protenas y aquellas que son transcritas hacia ARN pero no trasladada en protenas.RVB 2013Bio-CircuitoUna coleccin de micro-arreglos colocados sobre un substrato que permite que muchas pruebas sean realizadas al mismo tiempo con el fin de alcanzar un desempeo y velocidad de anlisis superiores mientras se requiere un volumen de muestra menos significativo.RVB 2013Sistemas de Entrega de Medicamento (1)Un dispositivo conteniendo un mecanismo de anlisis (tal como un bio-circuito), una cmara de depsito para el almacenamiento del medicamento, y un mecanismo de entrega compuesto (tal como un arreglo de micro-agujas) usado para aplicaciones de diagnstico y teraputicas. RVB 2013BiocompatibilidadLas aplicaciones de los BioMEMS se restringen por los materiales a utilizar, ya que estos deben ser compatibles para que no sean rechazados por el cuerpo o estos interactan con l causando reacciones qumicas no esperadas o deseadas.Materiales utilizados: Si, cuarzo, slice, polmeros (PDMS, PMMA), materiales sintticos como Tefln, Hidrogeles, etc.RVB 2013Aplicaciones de los BioMEMS (1)Anlisis qumico, modificacin molecular, y tratamiento teraputico de las funciones del cuerpo. Dentro del diagnstico, ste no slo comprende el de una enfermedad o dolencia en particular sino tambin a la identificacin de genes y virus que llevan a la enfermedad o contaminacin.RVB 2013Aplicaciones de los BioMEMS (2)Anlisis de ADN y/o ARN incluyendo secuenciado e identificacin; genotipeado, perfil y anlisis de expresin de genes; descubrimiento de medicamentos; manipulacin celular con el fin de ajustar funciones (por ejemplo, amplificar la respuesta inmunolgica).RVB 2013Aplicaciones de los BioMEMS (3)Protemica (anlisis de protenas); sensado general y prueba de estructuras qumicas especficas o identificacin molecular; pantalleo de alto desempeo involucrando anlisis por micro-fluidos general; y la produccin de imgenes en nano-escala usando varios mtodos de luminiscencia.RVB 2013Sensores basados en Clulas (1)Los micro-sensores ms innovadores usan clulas vivientes como el mecanismo de transduccin primario. La ventaja de usar clulas para detectar qumicos es que las clulas son laboratorios qumicos microscpicos que pueden amplificar una seal qumica produciendo ganancia biolgica.RVB 2013Sensores basados en Clulas (2)La seal de las clulas amplificada puede ser monitoreada por ya sea detectar un cambio qumico dentro de una clula o inferir el cambio al monitorear otros parmetros, tales como la actividad elctrica. Un sensor usa clulas de miocardio de pollo para detectar la presencia de epinefirina, verapamil y tetrodotoxina en el ambiente.RVB 2013Sensores basados en Clulas (3)

RVB 2013Sensores para Sistemas Neuronales (1)Arreglos de microsistemas hechos a la medida fsica para hacer mediciones en tiempo real en clulas individuales. Muchos electrodos son fabricados en un substrato de modo que se tenga informacin temporal y espacial precisa capaces de penetrar el tejido neuronal. Se usan para monitorear, y analizar intervenciones quirrgicas.RVB 2013Sensores para Sistemas Neuronales (2)

RVB 2013Anlisis Gentico (1)El anlisis de material gentico tpicamente involucra primero la amplificacin de una muestra de ADN y luego su deteccin. La amplificacin de una muestra de ADN puede ser realizada por una reaccin en cadena de polimerasa (PCR), el cual es un proceso que comienza con calentar la muestra arriba de la temperatura a la cual las dos cadenas se separan o disuelven (95 C).RVB 2013Anlisis Gentico (2)Si la enzima de polimerasa del ADN y los bloques de construccin del ADN estn presentes durante el enfriamiento, el ADN de la polimerasa se reconstruir cada hlice doble, resultando en un doblado del nmero de cadenas de ADN.RVB 2013Anlisis Gentico (3)Una ventaja principal de los sistemas PCR miniaturizados es el hecho de que una masa trmica mucho menor de la cmara de reaccin permite u calentamiento y enfriamiento ms rpido y esto acelera el proceso cclico global. Adems, los calentadores y sensores de temperatura en el mismo circuito permiten un control de temperatura ms preciso.RVB 2013Anlisis Gentico (4)

RVB 2013Sensores Auditivo y Ocular

RVB 2013Micro-Fluidos (3)Los sistemas de micro-fluidos son poderosas herramientas para manejar bio-molculas, tales como clulas, ADN, ARN, protenas o neuronas.Ellos han sido aplicados a la reaccin en cadena de polimerasa, el anlisis y secuenciado de ADN, separacin de protenas, el anlisis celular y de inmuno-ensayo.RVB 2013Micro-Fluidos (4)El xito de estos sistemas ha sido retardado debido a la falta de componentes microfludicos fiables, es decir, micro-bombas y micro-vlvulas estn todava en investigacin.RVB 2013Micro-Vlvulas (1)Las micro-vlvulas se clasifican en activas y pasivas.Las micro-vlvulas activas usan partes en movimiento mecnicas y no-mecnicas, as como sistemas externos, y las micro-vlvulas pasivas usan partes en movimiento mecnicas y no-mecnicas.RVB 2013Micro-Vlvulas (2)Las micro-vlvulas activas mecnicas son realizadas usando las tecnologas de micro-maquinado en cuerpo o en superficie, donde membranas movibles mecnicamente son acopladas por mtodos magnticos, elctricos, piezo-elctricos o trmicos.RVB 2013Micro-Vlvulas (3)Las micro-vlvulas activas no-mecnicas pueden ser operadas por el uso de materiales inteligentes o ingeniosos. Pueden mantener membranas mviles las cuales son, sin embargo, activadas debido a la operacin de sus materiales inteligentes tales como materiales con cambio de fase o reolgicos.RVB 2013Micro-Vlvulas (4)Las micro-vlvulas activas externas son activadas por la ayuda de sistemas externos tales como medios neumticos o mdulos inter-construidos.Las micro-vlvulas pasivas son clasificadas como una parte de micro-bombas.RVB 2013Micro-Vlvulas (5)Las micro-vlvulas pueden ser divididas en normalmente abiertas, normalmente cerradas y biestables.

RVB 2013Micro-Vlvulas (6)

RVB 2013Micro-Vlvulas (7)

RVB 2013Micro-MezcladoresDispositivos usados para mezclar dos o ms soluciones.Pueden ser clasificados como pasivos o estticos y activos o dinmicos.RVB 2013Micro-Mezcladores PasivosNo tienen partes mviles, y el mezclado depende completamente de la difusin.Son clasificados como mezcladores por laminacin, mezcladores por inyeccin y mezcladores por vlvulas.RVB 2013Micro-Mezcladores ActivosLa agitacin del fluido es producida por un actuador o parte mvil. El actuador puede ser una bomba o algn elemento que pueda trabajar como una fuente de energa (acstica o magntica) para impulsar a los fluidos a mezclarse.Pueden clasificarse como: adveccin catica, ultrasnicos, magneto hidrodinmicos y electro-cinticosRVB 2013Fotos de Micro-Mezcladores

RVB 2013Micro-Bombas (1)Usan principios de micro-actuacin electrostticos, magnticos y piezoelctricos.Cuando se bombearn soluciones conductores es necesario usar sistemas de bombeo aislantes elctricamente.Aunque la micro-bomba trabaja bien, voltajes altos (> 100 V) son requeridos para que un bombeo significativo ocurra.RVB 2013Micro-Bombas (2)Cuando se disean micro-bombas para aplicaciones biomdicas, atencin debe ser puesta en el medio a ser bombeado. Algunos fluidos, tales como la insulina, no pueden tolerar mecanismos de bombeo mecnico agresivos sin degradarse.RVB 2013Micro-Bombas (3)

RVB 2013CONCLUSIONESRVB 2013

ConclusionesLa produccin de MEMS especficos es trascendental porque reduce costos en muchas aplicaciones.Algunas aplicaciones ni an con MEMS tienen una solucin real a problemas existentes.La creacin de nuevas ideas usando MEMS es verdaderamente necesaria a pesar de los avances alcanzados.RVB 2013