Mikrosysteemien

Mikrosysteemit ovat pienikokoisia järjestelmiä, joissa sekä toiminnalliset osat että rakenne on mitoitettu mikrometri- tai millimetrikoossa. Ne yhdistävät usein mekaanisia, sähköisiä, optisia ja joskus biokomponentteja yhteen integroituun pakettiin. Mikrosysteemien kehitys kattaa MEMS- ja mikrofluidiset ratkaisut sekä niiden integroinnin perinteisten elektroniikka- ja sensorijärjestelmien kanssa.

Mikrosysteemien valmistus nojaa mikrofabrykaatioon. Prosessit kuten fotolitografia, syväpitäminen, kalvopinnoitteet ja depositio mahdollistavat monimutkaisten toimintojen pienoismallin toteuttamisen. Tavoitteina ovat vähentää tilaa, pienentää virrankulutusta sekä parantaa luotettavuutta ja kustannustehokkuutta monitoimisissa paketeissa.

Tyypillisiä komponentteja ovat kiihtyvyys- ja paineanturit, mikrotoimilaitteet, cantileverit sekä optiset ja biofotosensorit. Monet mikrosysteemit integroidaan suurempien järjestelmien kanssa sekä ohjelmoitavien ohjauslogiikkojen että anturiverkkojen kautta.

Sovellukset kattavat auto- ja ilmailuteollisuuden turvallisuustekniikan, älypuhelinten ja kuluttajainsinöörien anturit sekä lääketieteelliset ratkaisut, kuten lab-on-a-chip -järjestelmät ja mikrorobotit. Myös ympäristö- ja biotieteet hyödyntävät mikrosysteemien pienen koon, suuren herkkyyden ja nopeuden etuja.

Haasteina ovat tuotantokustannukset, luotettavuus, pakkaukset sekä integrointi suurempiin järjestelmiin. Tulevaisuudessa keskeisiä kehityssuuntia ovat energiatehokkaat, joustavat ja verkottuvat mikrosysteemit sekä uudet materiaalit ja valmistusmenetelmät.