Ontwerp voor Micromanufacturability

door Professor Harry Stephanou

Aditya Das, Rakesh Murthy en het Onderzoekinstituut van het van Harry Stephanou, van de Automatisering & van de Robotica, de Universiteit van Texas in Arlington
Overeenkomstige auteur: stephanou@arri.uta.edu

Samenvatting

De Assemblage, de verpakking, en de testende activiteiten vertegenwoordigen 85% van de kosten van vele microsystems. Dit is hoofdzakelijk toe te schrijven aan het gebrek aan achterste deelnormen of algemene methodologie. Deze presentatie concentreert zich op gezamenlijke microengineering en de behoefte om voor micromanufacturability te ontwerpen. Specifiek hoe te om microsystem te ontwerpen zodat het worden geassembleerd, kan worden verpakt en, met hoge opbrengst, lage kosten, en korte cyclustijd met laag volumeautomatisering worden getest. Het doel is voor het product dat terzelfdertijd als het vervaardigingsproces en de cel van het assemblagewerk moet worden ontworpen. De Speciale aandacht is geschonken aan tolerantieanalyse, foutenpropagatie, en hun effect op productprestaties. Wij stellen een streng wiskundig kader en zijn implementatie in een softwarehulpmiddel dat voor de ontwerper toestaat om inruil onder kosten, cyclustijd, en opbrengst snel te evalueren. Wij zullen illustreren hoe Texas Microfactory™ dit unieke merkgebonden hulpmiddel voor proefproductie van complexe microsystems gebruikt.

Inleiding

Onlangs, heeft de stijgende marktneiging naar goedkope draagbare systemen met complexe functionaliteit grote wegen voor miniaturisatietechnologie opengesteld. In Tegenstelling Tot het verleden oppervlakte-micromachined en vervaardigde monolithisch producten MEMS, nieuwere zijn microsystems beduidend in ontwerpingewikkeldheid evenals materiële ongelijksoortigheid gegroeid. om deze kwesties te behandelen, worden de alternatieve productietechnologieën streng onderzocht. De Assemblage in micro-domein is een bereidend concept dat nieuwe paradigma's voor productie van robuuste, goedkope, en massa-producible microsystems plaatst. Dit wordt door het eenvoudige ontwerpen van heterogeene die micro-componenten bereikt door nauwkeurige manipulatie en assemblage van deze componenten worden gevolgd het overwogen complexe systeem te construeren.

Nochtans, vormt de assemblage gebaseerde productie van microsystems verscheidene unieke uitdagingen toe te schrijven aan bepaalde intrinsieke redenen zoals niet beschikbaar zijn van normen voor componentenontwerp en vervaardiging, stringente tolerantiebegrotingen, werkruimtebeperkingen, en oppervlaktegevolgen toe te schrijven aan het schrapen. Derhalve kan de selectiviteit van manipulatiesystemen, sensoren, controleregelingen, en automatisering in een beduidend groot aantal herhalingen resulteren in het vestigen van de productiecyclus voor een aanvaardbare opbrengst, die het productieproces enord duur en tijdrovend maakt.

In Texas Microfactory™ van ARRI, oefenen wij een holistic benadering naar micro-schaal uit vervaardigend waar, gebruikend een complex wiskundig kader, de verschillende aspecten in proefproductie gelijktijdig worden geëvalueerd om de kostenfuncties zoals opbrengst, productie, kosten, en prestaties te schatten. Gebruikend een aangeboren ontwikkeld herhaald softwarehulpmiddel, wordt een aanvaardbare combinatie voor deze kostenfuncties gezocht naar en de overeenkomstige inputparameters worden geselecteerd voor het productieproces.

Resultaten

Figuur 1. Microspectrometer die van ARRI uit de delen van het Silicium MEMS, de kubus van de glasbal de lenzen en beamsplitter, de laserbron van IC en detector bestaan integreerde op 1cmx1cm siliciummatrijs met apparatenresolutie van 5nm voor zichtbare golflengte en 25nm voor dichtbij infrarode golflengte.

Lijst 1: De functievergelijking van Kosten voor microspectrometer productie

Parameters
Projecties voor een zuivere open lijncontrole gebaseerde assemblage
Projecties voor een zuivere gesloten lijncontrole gebaseerde assemblage
Projecties voor een douane ontworpen hybride controleregeling
Algemene Opbrengst
20%
99.9%
92.5%
De tijd van de Cyclus
6 - 10 minuten
50 - 80 minuten
20 - 35 minuten
Het vereiste van Sensoren
0
4
2

 


Figuur 2. Momentopnamen van de softwarehulpmiddelen voor ontwerp voor micromanufacturability: (bovenkant) de functieschatter van productiekosten, (bodem) processimulator in virtuele 3D.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 04:02

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit