Micromanufacturability 的设计

由哈里 Stephanou 教授

Aditya Das, Rakesh Murthy 和哈里 Stephanou,自动化 & 机器人学研究所得克萨斯大学在阿灵顿
对应的作者:stephanou@arri.uta.edu

摘要

集合,包装和测试的活动帐户 85% 的许多微系统的费用。 这主要归结于缺乏后端标准或通用方法。 此介绍着重并行微型工程和需要对设计 micromanufacturability 的。 特别地,如何设计微系统,以便它可以被装配,包装和测试与高产量、低成本和短的循环时间与低容积自动化。 这个目标是为了在制造进程和装配工作细胞的同时能将被设计的这个产品。 特别留意专用于容差分析、误差传播和他们的影响对产品性能。 我们存在一个严谨数学结构和其实施到允许这位设计员迅速地评估在费用、循环时间和产量中的折衷方案的软件工具。 我们将说明得克萨斯 Microfactory™如何使用为复杂微系统的试验生产的此唯一所有权工具。

简介

最近,往低价的可移植的系统的增长的市场倾向与复杂功能打开了小型化技术的极大的大道。 不同于过去表面micromachined 和整体地被制造的 MEMS 产品,更新的微系统在设计复杂以及材料非均匀性显著增长。 为了论及这些问题,替代生产技术调查得严谨地。 在微型域的集合是设置制造的新的示例稳健,低价和质量可生产微系统的一个作早期工作在的概念。 这通过这些要素准确的处理和装配跟随的简单设计异种微型要素达到修建被想象的复杂系统。

然而,集合微系统基于制造形成几个唯一挑战由于某些内在原因例如标准,严密容差预算值、工作区约束和表面效应的脱供组件设计和制造的由于称。 结果,处理系统选择性,传感器、控制方案和自动化可能导致迭代的显着大数在设立生产循环的一个可接受的产量的,使制造过程巨大消耗大和费时。

在 ARRI 的得克萨斯 Microfactory™,我们执行对于使用一个复杂数学结构,在试验生产的不同方面同时被评估估计价值函数例如产量、处理量、费用和性能的微小等级制造的一个整体方法。 使用一个土产被开发的迭代软件工具,一个可接受的组合为这些价值函数被搜索为,并且对应的输入参数为制造过程被选择。

结果

包括硅 MEMS 零件,玻璃球透镜和 beamsplitter 多维数据集,集成电路的图 1. ARRI 的 microspectrometer 激光源和探测器在 1cmx1cm 硅集成中断与 5nm 和 25nm 的设备分辨率可视波长的最近的红外线波长的。

表 1 : microspectrometer 制造的价值函数比较

参数
一个纯开放循环控制的投影根据集合
一个纯闭合电路控制的投影根据集合
按客户要求设计的杂种控制方案的投影
整体产量
20%
99.9%
92.5%
循环时间
6 - 10 分钟
50 - 80 分钟
20 - 35 分钟
传感器需求
0
4
2

 


软件工具的图 2. 快照为设计的 micromanufacturability 的: (顶部) 制造成本功能估计员, (在虚拟 3D 的底部) 处理模拟程序。

版权 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 03:54

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