Miniaturowa pompa próżniowa

• Autorzy: Grzebyk T. , Górecka-Drzazga A.

Warianty tytułu

EN

Miniature vacuum pump

• Konferencja: Konferencja Techniki Próżni. 9 ; Workshop on Field Emission from Carbonaceous Materials ; 6-9.06.2011; Cedzyna, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono problem wytwarzania wysokiej próżni w mikrourządzeniach o objętości roboczej mniejszej niż 1 cm³ oraz propozycję jego rozwiązania. Brak odpowiednich technik hamuje rozwój mikrosystemów próżniowych typu MEMS/MOEMS (Mikro-Elektro-Mechaniczne Systemy/ Mikro-Opto-Elektro-Mechaniczne Systemy) oraz uniemożliwia wytwarzanie złożonych urządzeń Mikro- i Nanoelektroniki Próżniowej. Wydaje się, że optymalnym rozwiązaniem byłoby wytworzenie mikropompy próżniowej, która mogłaby być w pełni zintegrowana z mikrourządzeniem próżniowym. Przedstawiono opisane w literaturze miniaturowe pompy próżniowe, które zostały wykonane z zastosowaniem technologii mikroelektronicznych i mikroinżynieryjnych. Żadne z opublikowanych rozwiązań nie pozwala na uzyskanie wysokiej i ultrawysokiej próżni Przedyskutowano możliwości miniaturyzacji różnych typów pomp, ze szczególnym uwzględnieniem pomp sorpcyjnych oraz związane z tym ograniczenia technologiczne. W pracy przedstawiono koncepcję konstrukcji krzemowo-szklanej mikropompy orbitronowej, która powinna umożliwić wytworzenie wysokiej próżni w mikroobjętości. Prace technologiczne rozpoczęto od opracowania głównego elementu mikropompy orbitronowej, czyli źródła elektronów. Wykonano polowe, planarne źródło elektronów oraz zmierzono jego właściwości emisyjne. Uzyskano napięcie progowe emisji poniżej 30 V oraz prąd elektronowy przekraczający 100 µA (przy ok. 100 V). Wydaje się, że opracowane źródło umożliwi wykonanie demonstratora orbitronowej mikropompy próżniowej. Rozpoczęto badania nad technologią mikropompy.

EN

In this article a problem of high vacuum generation in microdevices (with volume less then 1 cm³) has been introduced. The inability to obtain and maintain high vacuum level within a microcavities inhibits further development of complex vacuum microsystems and nanoelectronics devices. It is assumed that the optimal solution would be to fabricate a micropump fully integrated with other microdevices. MEMS-type micropumps presented in the literature are only able to generate low vacuum (pressure above 1 kPa). Possibilities of miniaturization of different kind of pumps (especially sorption pumps) and associated with it limitations have been described. In this article a novel concept of a silicon-glass orbitron micropump has been presented. In our opinion, it could be integrated with other microsystems and be able to generate high vacuum. The experimental work started with elaboration of a thin-film planar electron source, which is the most important element of a micropump. Obtained data: high current (over 100 µA) and low threshold voltage (less then 30 V) give a chance for future implementation in a complete micropump's structure.

Słowa kluczowe

PL

mikrosystemy; emisja polowa; mikropompa próżniowa

EN

microsystems; field emission; vacuum micropump

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 8
• Strony: 16--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Grzebyk T.

autor

Górecka-Drzazga A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Kowalski P., i in.: Krzemowa mikropompka gazowa z napędem piezoelektrycznym. Elektronika 6, 2010, 81-83.
• [2] McNamara S., et al.: On-Chip Vacuum Generated by a Micromachined Knudsen Pump. Journal of Microelectromechanical Systems 14 (4), 2005, 741-746.
• [3] Doms M., Mueller J.: A micromachined vapor jet pump. Sensors and Actuators A 119, 2005, 462-467.
• [4] Hałas A.: Technologia wysokiej próżni. Warszawa, PWN, 1980.
• [5] Sparks D., Massoud-Ansari S., Najafi N.: Reliable vacuum packaging using nanogetters and glass frit bonding. Reliability, Testing and Characterization of MEMS/MOEMS III, Proc. SPIE vol. 5343, 2004, 70-78.
• [6] Koops H. W. P.: A miniaturized orbitron pump for MEMS applications. Technical Digest of the 18th International Vacuum Nanoelectronics Conference IVNC 2005, 10-14 July 2005, 364-365.
• [7] Grzebyk T., Górecka-Drzazga A.: Planarne polowe źródło elektronów. Elektronika 6, 2010, 108-110.