Projecto para Micromanufacturability

pelo Professor Harry Stephanou

Aditya DAS, Rakesh Murthy e Instituto de Investigação de Harry Stephanou, de Automatização & de Robótica, A Universidade do Texas em Arlington
Autor Correspondente: stephanou@arri.uta.edu

Sumário

O Conjunto, o empacotamento, e as actividades de teste esclarecem 85% do custo de muitos microsistemas. Isto é primeiramente devido à falta de padrões backend ou da metodologia geral. Esta apresentação centra-se sobre a microengenharia simultânea e a necessidade para projetar para o micromanufacturability. Especificamente, como projectar um microsistema de modo que possa ser montado, empacotado, e testado com rendimento alto, baixo custo, e tempo de ciclo curto com automatização do baixo volume. O objetivo é para que o produto seja projectado simultaneamente com o processo da fabricação e a pilha do trabalho de conjunto. A atenção Especial é devotada à análise da tolerância, à propagação de erro, e ao seu impacto no desempenho de produto. Nós apresentamos uma estrutura matemática rigorosa e sua aplicação em uma ferramenta de software que permita que o desenhista avalie ràpida trocas entre o custo, o tempo de ciclo, e o rendimento. Nós ilustraremos como O Texas Microfactory™ está usando esta ferramenta proprietária original para a produção piloto de microsistemas complexos.

Introdução

Recentemente, a inclinação crescente do mercado para os sistemas portáteis baratos com funcionalidade complexa abriu grandes avenidas para a tecnologia da miniaturização. Ao Contrário da superfície-micromachined passada e dos produtos monolìtica fabricados de MEMS, uns microsistemas mais novos cresceram significativamente na complexidade do projecto assim como na heterogeneidade do material. A fim endereçar estas edições, as tecnologias de produção alternativas estão sendo investigadas rigorosa. O Conjunto no micro-domínio é um conceito de abertura de caminhos que ajuste paradigma novos para fabricar de microsistemas robustos, baratos, e massa-producible. Isto é conseguido com do projecto simples dos micro-componentes heterogêneos seguidos pela manipulação e pelo conjunto precisos destes componentes para construir o sistema complexo previsto.

Contudo, o conjunto baseou a fabricação de poses dos microsistemas diversos desafios originais devido a determinadas razões intrínsecas tais como a indisponibilidade dos padrões para o projecto e a fabricação componentes, de orçamentos estritos da tolerância, de limitações do espaço de trabalho, e dos efeitos de superfície devido à escamação. Conseqüentemente, a selectividade de sistemas da manipulação, os sensores, os esquemas de controle, e a automatização podem conduzir a um número significativamente grande de iterações em estabelecer o ciclo da produção para um rendimento aceitável, que torne o processo de manufactura enorme caro e demorado.

No Texas Microfactory™ de ARRI, nós exercitamos uma aproximação holística para a fabricação do microscale onde, usando uma estrutura matemática complexa, os aspectos diferentes na produção piloto são avaliados simultaneamente para calcular as funções de custo tais como o rendimento, a produção, o custo, e o desempenho. Usando uma ferramenta de software iterativa nativa desenvolvida, uma combinação aceitável para estas funções de custo é procurarada por e os parâmetros correspondentes da entrada são seleccionados para o processo de manufactura.

Resultados

O microspectrometer da Figura 1. ARRI que consiste nas peças do Silicone MEMS, nas lentes da bola de vidro e no cubo do beamsplitter, em laser do IC fonte e detector integrou no silicone de 1cmx1cm morre com definição de dispositivo de 5nm para o comprimento de onda visível e de 25nm para o comprimento de onda infravermelho próximo.

Tabela 1: Comparação da função de Custo para a fabricação do microspectrometer

Parâmetros
As Projecções para um controle de laço aberto puro basearam o conjunto
As Projecções para um controle de laço fechado puro basearam o conjunto
Projecções para um esquema de controle híbrido projetado
Rendimento Total
20%
99,9%
92,5%
Tempo de Ciclo
6 - 10 minutos
50 - 80 minutos
20 - 35 minutos
Exigência dos Sensores
0
4
2

 


Figura 2. Instantâneos das ferramentas de software para o projecto para o micromanufacturability: estimatriz (superior) da função do custo de fabrico, simulador (inferior) do processo em 3D virtual.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 04:37

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