A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Introdução aos Microssistemas Jacobus W. Swart Substituindo o Prof. Renato P. Ribas.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Introdução aos Microssistemas Jacobus W. Swart Substituindo o Prof. Renato P. Ribas."— Transcrição da apresentação:

1 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Introdução aos Microssistemas Jacobus W. Swart Substituindo o Prof. Renato P. Ribas

2 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Sumário Introdução e Conceitos Básicos Fabricação de Micro-Estruturas Dispositivos e Aplicações Ferramentas de Auxílio a Projeto

3 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Mercado : Evolução dos Microssistemas 1996 : 1,3 bilhões de unidades (US$ 12 bilhões) 2002 : 5,4 bilhões de unidades (US$ 34 bilhões) Sensor de pressão : crescimento de 18% ao ano Acelerômetro : crescimento de 15% ao ano Áreas de Interesse : Indústria automobilística Telecomunicações Médica e biomédica Instrumentação, automação, aeronáutica,...

4 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Motivação Miniaturização : tamanho e peso Custo de fabricação : produção em grande escala Flexibilidade de projeto : soluções personalizadas Consumo e desempenho : soluções monolíticas Reprodutibilidade e confiabilidade

5 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Estrutura dos Microssistemas Ambiente Exterior Sensores Atuadores Controle Digital Interface Analógica Componentes discretos Dispositivos eletrônicos Estruturas micro-usinadas Conversores A/D e D/A Amplificadores Moduladores Sigma-Delta DSP Registro de dados Interface digital

6 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Nomenclatura Microssistemas (Microsystems) - Europa Micro-máquinas (Micromachines) - Ásia MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) - EUA MOEMS (Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems) MST (Microsystems Technology) Sensores Inteligentes (Smart Sensors) Micromachining =: processo de fabricação (usinagem) Etching =: corrosão, ataque, gravação (gravura)

7 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Corrosão (Etching) substrato Corrosão : úmida (líquida) e seca (plasma) SeletivaAnisotrópicaIsotrópica

8 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas CHIP único CHIP 2 - circuito eletrônicoCHIP 1 Implementação Híbrida x Monolítica Ambiente Exterior Sensores Atuadores Controle Digital Interface Analógica

9 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Fabricação de Microssistemas Ambiente Exterior Sensores Atuadores Controle Digital Interface Analógica Solução Monolítica Processos compatíveis com microeletrônica Processos específicos para micro-usinagem : LIGA, SCREAM

10 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas 1. Back-Side Bulk Micromachining ataque substrato Características : corrosão vertical e profunda (plasma) ataque anisotrópico (pouca corrosão lateral) ataque seletivo em relação à camada inferior suspensa dificuldade de alinhamento da abertura de gravura (máscara) Tipos de Usinagem :

11 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas dispositivos suspensos membrana gravura back-side sensor de pressão isolamento térmico de dispositivos Interesse : Back-Side Bulk Micromachining...

12 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Etching de Si para micro-usinagem (trabalho no CCS)

13 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas substrato Características : corrosão lateral (underetching) úmida ataque isotrópico ou anisotrópico ataque seletivo em relação à camadas presentes na superfície facilidade de alinhamento da abertura de gravura (máscara) 2. Front-Side Bulk Micromachining Tipos de Usinagem :

14 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Uso de Processos Estandares substrato pad transistor passivação dielétrico solução de ataque open area (contato + via +...) Características : uso de processos industriais para fabricação de CIs compatibilidade com a eletrônica adaptação das aplicações às características processo disponível prototipagem de microssistemas juntamente com CIs (CMP, MOSIS,...) Front-Side Bulk Micromachining...

15 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas CMOS ES2 1.0um AsGa PML HEMT 0.2um

16 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Ataque Anisotrópico CMOS x GaAs Silicon (CMOS)AsGa Soluções de Ataque (úmido) CMOS AsGa KOH TMAH EDP H 2 SO 4 H 3 PO 4 NH 4 OH Ácido Cítrico

17 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas substrato pad transistor open area (contato + via +...) Camada Residual Front-Side Bulk Micromachining...

18 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas substrato Características : corrosão lateral com ataque seletivo (uso de camada sacrificial) estruturas largas e pouco espessas maior flexibilidade para a construção de estruturas mecânicas problema de colagem com ataque úmido (capilaridade) solução de ataque 3. Surface Micromachining Tipos de Usinagem :

19 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Processo MUMP (MCNC) : Surface Micromachining... Processo SUMMiT (Sandia) : HF

20 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Surface Micromachining... Integração de Dispositivos Eletrônicos

21 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Resumo Formas de Micro-Usinagem... substrato Back-Side Bulk Micromachining Front-Side Bulk Micromachining Surface Micromachining etching

22 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Dispositivos e Aplicações dispositivos térmicos dispositivos para sistemas ópticos micro-estruturas mecânicas componentes para circuitos microondas Exploração das estruturas micro-usinadas para sensação de estímulos, acionamento e melhora do desempenho de componentes eletrônicos.

23 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Dispositivos Térmicos

24 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Isolamento Térmico Energia Radiante Heaters T max T amb condução convecção radiação Condutividade Térmica substrato

25 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Isolamento Térmico... Componentes Passivos (Resistor) V+ V- Vout R1 R2 i TCR = (1/ o )(d /dT) Bolômetro (CMOS) Sensor Infra-Vermelho (matriz de pixels) Poly-Si

26 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Termopares Integrados T1T1 T T2T2 Efeito Seebeck : V 1 = 1. T V = ( ). T Termopar : Termopilha : V = n. ( ). T Caracteristicas : não há consumo fácil leitura (voltímetro) não há offset no sinal de saída insensível à variações no processo Micro-usinagem : T1T1 T2T2 V

27 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Aplicação para Termopares CMOSGaAs heater Heater : conversor AC-DC sensor de fluxo de gás sensor de vácuo Radiação : sensor infra-vermelho radiação

28 Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Atuador por Dilatação Térmica I DC Placa dissipadora (T amb ) Medidor de Corrente Contínua I AC Medidor de Frequência Analógica


Carregar ppt "Introdução aos Microssistemas Curso CCS-UNICAMP ©R.P.Ribas Introdução aos Microssistemas Jacobus W. Swart Substituindo o Prof. Renato P. Ribas."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google