Auslegung für Micromanufacturability

durch Professor Harry Stephanou

Aditya DAS, Rakesh Murthy und Forschungsinstitut Harrys Stephanou, der Automatisierung u. Robotik-, Die Universität von Texas in Arlington
Entsprechender Autor: stephanou@arri.uta.edu

Zusammenfassung

Einheit, das Verpacken und die Prüfungsaktivitäten betragen 85% der Kosten vieler Mikrosysteme. Dieses liegt am Mangel an Hinterstandards oder allgemeinem Verfahren Haupt-. Diese Darstellung konzentriert sich auf gleichzeitiges Mikroingenieurwesen und den Bedarf am Konstruieren für micromanufacturability. Speziell wie man ein Mikrosystem konstruiert, damit es zusammengebaut werden kann, verpackt worden, und mit hohem Ertrag, niedrigen Kosten und kurzer Schleifenzeit mit Automatisierung der geringen Lautstärke geprüft. Das Ziel ist, damit das Produkt übereinstimmend mit den Fälschungsprozeß und die Montagearbeitzelle konstruiert werden kann. Besondere Aufmerksamkeit wird Toleranzanalyse, Fehlerfortpflanzung und ihrer Auswirkung auf Produktleistung gewidmet. Wir stellen einen rigorosen mathematischen Rahmen und seine Implementierung in ein Software-Tool dar, das dem Designer erlaubt, Kompromisse unter Kosten, Schleifenzeit und Ertrag schnell auszuwerten. Wir stellen dar, wie das Texas Microfactory™ dieses eindeutige eigene Hilfsmittel für Versuchsproduktion von komplexen Mikrosystemen verwendet.

Einleitung

Vor Kurzem hat zunehmende Marktneigung in Richtung zu den preiswerten tragbaren Anlagen mit komplexer Funktionalität große Alleen für Miniaturisierungstechnologie erschlossen. Anders Als die letzte Oberfläche-micromachined und monolithisch fabrizierten DIE MEMS-Produkte sind neuere Mikrosysteme beträchtlich in der Auslegungskomplexität sowie in der Materialuneinheitlichkeit gewachsen. Um diese Punkte anzusprechen, werden alternative Fertigungstechniken rigoros nachgeforscht. Einheit im Mikrogebiet ist ein bahnbrechendes Konzept, das neue Paradigmen für die Herstellung von robusten, preiswerten und Masse-produzierbaren Mikrosystemen einstellt. Dieses wird durch das einfache Konstruieren von den heterogenen Mikrobauteilen erzielt, die von der genauen Manipulation und von der Montage dieser Bauteile gefolgt werden, um das beabsichtigte komplexe System zu konstruieren.

Jedoch stellt Einheit basierte Herstellung von Mikrosystemen einige eindeutige Herausforderungen wegen bestimmter tatsächlicher Gründe wie Nichtverfügbarkeit von Standards für Teilauslegung und Fälschung, von zwingenden Toleranzbudgets, von Arbeitsbereichsbeschränkungen und von Flächenwirkungen, die zur Gradeinteilung passend sind dar. Infolgedessen können Selektivität von Manipulationsanlagen, Fühler, Steuerentwürfe und Automatisierung eine beträchtlich große Anzahl von Iterationen ergeben, wenn sie die Produktionsschleife für einen annehmbaren Ertrag festlegen, der das Herstellungsverfahren enorm teuer und Zeit raubend macht.

Bei Texas Microfactory™ ARRIS, üben wir einen ganzheitlichen Ansatz in Richtung zur Mikroskalaherstellung aus, in der, unter Verwendung eines komplexen mathematischen Rahmens, verschiedene Aspekte in der Versuchsproduktion gleichzeitig ausgewertet werden, um die Kostenfunktionen wie Ertrag, Durchsatz, Kosten und Leistung zu schätzen. Unter Verwendung eines einheimisch entwickelten wiederholenden Software-Tools wird eine annehmbare Kombination für diese Kostenfunktionen nach gesucht und die entsprechenden Eingabeparameter werden für das Herstellungsverfahren festgelegt.

Ergebnisse

Abbildung 1. ARRIS microspectrometer, das Teilen des Silikons MEMS, Glaskugelobjektiven und beamsplitter Würfel, IS-aus Lasersender und Detektor besteht, integrierte auf 1cmx1cm Silikon sterben mit Einheitsauflösung von 5nm für sichtbare Wellenlänge und von 25nm für nahe Infrarotwellenlänge.

Tabelle 1: Kostenfunktionsvergleich für microspectrometer Herstellung

Parameter
Projektionen zu einer reinen Regelung der offenen Schleife basierten Einheit
Projektionen für eine reine Regelung basierten Einheit
Projektionen für einen kundenspezifischen hybriden Steuerentwurf
GesamtErtrag
20%
99,9%
92,5%
Schleifenzeit
6 - 10 Minuten
50 - 80 Minuten
20 - 35 Minuten
Fühleranforderung
0
4
2

 


Abbildung 2. Schnappschüsse der Software-Tools für Auslegung für micromanufacturability: (Spitzen) HerstellungsKostenfunktionsabschätzer, (unterer) Prozesssimulator in virtuellem 3D.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

Date Added: Dec 15, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:12

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