طراحي و شبيه سازي ميكروهيتر ساخته شده با تكنولوژي MEMS

Design and Electro-Thermal Simulation of MEMS Micro-heater

يكي از اجزاي كليدي در ميكروحساسه ها ميكروهيتر مي باشد. از ميكروهيترها در كاربردهاي بسياري ازجمله حساسه‌هاي گاز و حساسه‌هاي فشار استفاده مي كنند. در اين مقاله طراحي و شبيه سازي ميكرهيتر ارايه شده است. آناليز انتقال گرما به كار گرفته شده است تا مشخص شود كدام ساختار ميكرو هيتر بهترين بازدهي گرمايي را دارد. حساسيت و دقت يك حساسه گازي كه در آن از هيتر استفاده مي شود به يكنواختي دما در ناحيه فعال هيتر وابسته است. چندين روش براي ايجاد توزيع يكنواخت گرما در ميكروهيترها وجود دارد. در اين مقاله روش اصلاح شكل هندسي ميكروهيتر بررسي شده است. هشت هندسه مختلف طراحي شده و به كمك نرم افزار CowentorWare شبيه سازي شده است تا بررسي شود ميكروهيتر با كدام هندسه بيشترين يكنواختي گرما را داراست. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه ساختار ?- شكل بهترين يكنواختي گرما را دارد.

One of the key components of a micro-sensor is the MEMS micro-heater. It has an extremely wide range of applications such as gas sensors, pressure sensors and so on. In this study, design and simulation of MEMS micro-heater is described. Heat transfer analysis and FEM simulation using ConvetorWare software were performed to determine the optimal design of micro-heater.The sensitivity and resolution of gas sensors that use a micro-hotplate are dependent on the temperature uniformity of the sensitive devicearea. There are several ways to create a uniform temperature distribution on a micro-heater. In this paper the modification of micro-heater geometry is the method used. Eight different heater geometries are simulated using ConvetorWare software to determine which geometry can give the most uniform temperature distribution. The simulations show that the heater geometry which ?-shape results in the most uniform heat distribution.