Diseño de Micromanufacturability

por el profesor Harry Stephanou

Abstracto

Las actividades de ensamblaje, embalaje, y las pruebas representan el 85% del costo de los microsistemas muchos. Esto se debe principalmente a la falta de normas de back-end o la metodología general. Esta presentación se centra en la microingeniería concurrentes y la necesidad de diseñar para micromanufacturability. En concreto, la forma de diseñar un microsistema para que pueda ser ensamblado, embalado, y probado con un alto rendimiento, bajo costo y el tiempo de ciclo corto con la automatización de bajo volumen. El objetivo es que el producto a diseñar conjuntamente con el proceso de fabricación y montaje de la celda de trabajo. Se presta especial atención al análisis de la tolerancia, la propagación de errores, y su impacto en el rendimiento del producto. Se presenta un marco riguroso matemática y su aplicación en una herramienta de software que permite a los diseñadores a evaluar rápidamente las compensaciones entre costo, tiempo de ciclo, y el rendimiento. Vamos a ilustrar la forma de Texas Microfactory ™ es utilizar esta herramienta de propiedad exclusiva para la producción piloto de microsistemas complejos.

Introducción

Recientemente, la creciente inclinación hacia el mercado de sistemas de bajo costo portátiles con funciones complejas ha abierto las grandes avenidas de la tecnología de miniaturización. A diferencia del pasado en la superficie micromecanizados y monolítica de fabricación de productos MEMS, los nuevos microsistemas han crecido significativamente en la complejidad del diseño, así como la heterogeneidad material. Con el fin de abordar estas cuestiones, las tecnologías alternativas de producción están siendo investigados rigurosamente. Asamblea en el micro-dominio es un concepto pionero que establece nuevos paradigmas para la fabricación de los robustos y de bajo costo, y los microsistemas de masas-producible. Esto se logra a través de una simple diseño de micro-componentes heterogéneos seguido por la manipulación y ensamblaje de estos componentes para construir el complejo sistema previsto.

Sin embargo, la fabricación de montaje a base de microsistemas plantea varios desafíos únicos debido a ciertas razones intrínsecas, tales como falta de normas para el diseño y la fabricación de componentes, presupuestos estrictos de tolerancia, las limitaciones de espacio de trabajo, y los efectos de la superficie debido a la ampliación. En consecuencia, la selectividad de los sistemas de manipulación, sensores, sistemas de control y automatización puede resultar en un número muy considerable de repeticiones en el establecimiento del ciclo de producción para un rendimiento aceptable, que hace que el proceso de fabricación consume muy costoso y el tiempo.

En Texas ™ ARRI Microfactory, ejercemos un enfoque holístico hacia la fabricación de micro, donde, utilizando un marco matemático complejo, los diferentes aspectos de la producción piloto se evalúan simultáneamente para estimar los costos operativos, tales como rendimiento, rendimiento, costo y rendimiento. El uso de un autóctono herramienta desarrollada iterativo de software, una combinación aceptable de estas funciones de coste se busca y los parámetros de entrada correspondientes son seleccionados para el proceso de fabricación.

Resultados

Figura 1. Microespectrómetro ARRI que consta de partes de silicio MEMS, las lentes de la bola de cristal y un cubo divisor de haz, IC fuente láser y un detector integrado en 1cmx1cm oblea de silicio con la resolución del dispositivo de 5 nm de longitud de onda visibles y de 25 nm de longitud de onda del infrarrojo cercano.

Tabla 1: Comparación de costos para la función de fabricación microespectrómetro

Figura 2 instantáneas de las herramientas de software para el diseño de micromanufacturability:. (Arriba) el coste de fabricación estimador de la función, (abajo) en el simulador de procesos virtuales en 3D.

Derechos de autor AZoNano.com, MANCEF.org