Pengaruh Force dan Perubahan Dimensi Terhadap Karakteristik Microcantilever

DOI: https://doi.org/10.33650/jeecom.v6i1.8456

Authors (s)


(1) * As’ad Shidqy Aziz   (Universitas Wisnuwardhana)  
        Indonesia
(2)  Jendra Sesoca   (Universitas Wisnuwardhana)  
        Indonesia
(3)  Brahma Ratih Rahayu   (Universitas Wisnuwardhana)  
        Indonesia
(4)  Nurin Fitriana   (Universitas Wisnuwardhana)  
        Indonesia
(*) Corresponding Author

Abstract


Sistem mikro-elektromekanis (MEMS) adalah teknologi proses yang digunakan untuk membuat perangkat kecil perangkat atau sistem terintegrasi yang menggabungkan komponen mekanik dan listrik. Komponen tersebut dibuat menggunakan teknik pemrosesan batch sirkuit terpadu (IC) dan dapat berkisar dari beberapa mikrometer sampai milimeter. Microcantilever banyak diaplikasikan dalam sensor kimia dan biologi karena sensitifitasnya. Dalam satu dekade terakhir Microcantilever telah menjadi begitu populer karena sensitivitas yang tinggi, kemudahan dalam fabrikasi dan fleksibilitas jika diterapkan pada chipsirkuit. Juga sangat diminati karena kemudahan dalam mengkalibrasi. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah mengubah force dan dimensi pada Microcantilever. Tujuan dari Penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik dari sebuah Microcantilever karena karakteristik tersebut sangat dibutuhkan sebelum melakukan perancangan sebuah sensor berbasis Microcantilever. Dari hasil simulasi nilai displacement yang dihasilkan pada mikrokantilever adalah 5,31 x 10-10  mm apabila menggunakan force 4N; 6,64 x 10-10  mm apabila menggunakan force 5N; dan 7,97 x 10-10  mm  apabila menggunakan force 6N. Ketebalan pada saat perancangan  mempengaruhi frekuensi yang dihasilkan oleh mikrokantilever. ketebalan 0,75 µm menghasilkan frekuensi sebesar 0,31 MHz, ketebalan 1,5 µm menghasilkan frekuensi sebesar 0,61 MHz dan ketebalan 3 µm menghasilkan frekuensi 1,218 MHz


Keywords

Mirocantilever, Displacement, Frekuensi, MEMS



Full Text: PDF



References


Blachowicz T, Ehrmann A. 3D printed MEMS technology-recent developments and applications. Micromachines 2020;11:1–14. https://doi.org/10.3390/MI11040434.

Algamili AS, Khir MHM, Dennis JO, Ahmed AY, Alabsi SS, Ba Hashwan SS, et al. A Review of Actuation and Sensing Mechanisms in MEMS-Based Sensor Devices. Nanoscale Res Lett 2021;16. https://doi.org/10.1186/s11671-021-03481-7.

Mezghani B, Tounsi F, Rekik AA, Mailly F, Masmoudi M, Nouet P. Sensitivity and power modeling of CMOS mems single axis convective accelerometers. vol. 44. 2013. https://doi.org/10.1016/j.mejo.2013.06.006.

Nadim Maluf. An Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering. Meas Sci Technol 2002;13:229. https://doi.org/10.1088/0957-0233/13/2/701.

Kahn H, Tayebi N, Ballarini R, Mullen RL, Heuer AH. Fracture toughness of polysilicon MEMS devices. Sensors Actuators, A Phys 2000;82:274–80. https://doi.org/10.1016/S0924-4247(99)00366-0.

Tian Y, Liu Y, Wang Y, Xu J, Yu X. A flexible pi/si/sio2 piezoresistive microcantilever for trace-level detection of aflatoxin b1†. Sensors (Switzerland) 2021;21:1–16. https://doi.org/10.3390/s21041118.

Widodo S, Kristiantoro T. Teknologi Micro Electro Mechanical Systems. Pros Semin Nas … 2014:321–33.

Dadang. Keutamaan MEMS dalam Elektronika Ukuran Mikro 2015. https://www.its.ac.id/news/2015/10/05/keutamaan-mems-dalam-elektronika-ukuran-mikro/ (accessed June 5, 2022).

Ma LY, Soin N, Daut MHM, Hatta SFWM. Comprehensive Study on RF-MEMS Switches Used for 5G Scenario. IEEE Access 2019;7:107506–22. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2932800.

Tian Y, Zhao R, Liu Y, Yu X. A low spring constant piezoresistive microcantilever for biological reagent detection. Micromachines 2020;11:1–13. https://doi.org/10.3390/mi11111001.

Febriansyah A. Piezoresistive microcantilever sensor. Semin. Nas. Sains dan Teknol. 2014, 2015, p. 1–5.

Liu Y, Tian Y, Lin C, Miao J, Yu X. A monolithically integrated microcantilever biosensor based on partially depleted SOI CMOS technology. Microsystems Nanoeng 2023;9. https://doi.org/10.1038/s41378-023-00534-y.

Arora S, Sumati, Arora A, George PJ. Design of mems based microcantilever using comsol multiphysics. Int J Appl Eng Res 2012;7:1582–4.

Anonim. Hooke’s Law n.d. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/permot2.html#:~:text=Go Back-,Hooke%27s Law,force is called Hooke%27s law. (accessed January 3, 2024).

Ansys. Module 10 : Free Vibration of an Undampened 1D Cantilever Beam 2010:1–15.

Anonim. Free Vibration of a Cantilever Beam (Continuous System) 2011. https://vlab.amrita.edu/?sub=3&brch=175∼=1080&cnt=1 (accessed July 6, 2022).


Article View

Abstract views : 48 times | PDF files viewed : 17 times

Dimensions, PlumX, and Google Scholar Metrics

10.33650/jeecom.v6i1.8456


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2024 As’ad Shidqy Aziz, Jendra Sesoca, Brahma Ratih Rahayu

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Creative Commons License
 
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Journal of Electrical Engineering and Computer (JEECOM)
Published by LP3M Nurul Jadid University, Indonesia, Probolinggo, East Java, Indonesia.