Micromanufacturability 的設計

由哈里 Stephanou 教授

Aditya Das, Rakesh Murthy 和哈里 Stephanou,自動化 & 機器人學研究所得克薩斯大學在阿靈頓
對應的作者:stephanou@arri.uta.edu

摘要

集合,包裝和測試的活動帳戶 85% 的許多微系統的費用。 這主要歸結於缺乏後端標準或通用方法。 此介紹著重並行微型工程和需要對設計 micromanufacturability 的。 特別地,如何設計微系統,以便它可以被裝配,包裝和測試與高產量、低成本和短的循環時間與低容積自動化。 這個目標是為了在製造進程和裝配工作細胞的同時能將被設計的這個產品。 特別留意專用於容差分析、誤差傳播和他們的影響對產品性能。 我們存在一個嚴謹數學結構和其實施到允許這位設計員迅速地評估在費用、循環時間和產量中的折衷方案的軟件工具。 我們將說明得克薩斯 Microfactory™如何使用為複雜微系統的試驗生產的此唯一所有權工具。

簡介

最近,往低價的可移植的系統的增長的市場傾向與複雜功能打開了小型化技術的極大的大道。 不同於過去表面micromachined 和整體地被製造的 MEMS 產品,更新的微系統在設計複雜以及材料非均勻性顯著增長。 為了論及這些問題,替代生產技術調查得嚴謹地。 在微型域的集合是設置製造的新的示例穩健,低價和質量可生產微系統的一個作早期工作在的概念。 這通過這些要素準確的處理和裝配跟隨的簡單設計異種微型要素達到修建被想像的複雜系統。

然而,集合微系統基於製造形成幾個唯一挑戰由於某些內在原因例如標準,嚴密容差預算值、工作區約束和表面效應的脫供組件設計和製造的由於稱。 結果,處理系統選擇性,傳感器、控制方案和自動化可能導致迭代的顯著大數在設立生產循環的一個可接受的產量的,使製造過程巨大消耗大和費時。

在 ARRI 的得克薩斯 Microfactory™,我們執行對於使用一個複雜數學結構,在試驗生產的不同方面同時被評估估計價值函數例如產量、處理量、費用和性能的微小等級製造的一個整體方法。 使用一個土產被開發的迭代軟件工具,一個可接受的組合為這些價值函數被搜索為,并且對應的輸入參數為製造過程被選擇。

結果

包括硅 MEMS 零件,玻璃球透鏡和 beamsplitter 多維數據集,集成電路的圖 1. ARRI 的 microspectrometer 激光源和探測器在 1cmx1cm 硅集成中斷與 5nm 和 25nm 的設備分辨率可視波長的最近的紅外線波長的。

表 1 : microspectrometer 製造的價值函數比較

參數
一個純開放循環控制的投影根據集合
一個純閉合電路控制的投影根據集合
按客戶要求設計的雜種控制方案的投影
整體產量
20%
99.9%
92.5%
循環時間
6 - 10 分鐘
50 - 80 分鐘
20 - 35 分鐘
傳感器需求
0
4
2

 


軟件工具的圖 2. 快照為設計的 micromanufacturability 的: (頂部) 製造成本功能估計員, (在虛擬 3D 的底部) 處理模擬程序。

版權 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 03:58

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