Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bevezetés – Jellemző méretek. Bevezetés – Tervezési nehézségek mechanikai + elektromos funkció  megoldandó mechanikai/statikai egyenletek  forgó,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bevezetés – Jellemző méretek. Bevezetés – Tervezési nehézségek mechanikai + elektromos funkció  megoldandó mechanikai/statikai egyenletek  forgó,"— Előadás másolata:

1 Bevezetés – Jellemző méretek

2

3

4 Bevezetés – Tervezési nehézségek mechanikai + elektromos funkció  megoldandó mechanikai/statikai egyenletek  forgó, mozgó, hidas szerkezetek  FEM/BEM szükségessége CMOS-sal szemben itt minden gyár másfajta megoldást kínál  lényegesen kevesebb alternatíva  nincsenek kiforrott tervezési metodikák kis hiba (pl.: törés, letapadás) is teljes zavart okozhat

5 probléma, főleg a nagyon eltérő méretek miatt két irányzat  COB (Chip-on-board) – VLSI + MEMS Flip-chip jelentősége  SoC (System-on-chip) – VLSI ● MEMS ASIMPS, Sandia időzítések egyeztetésének nehézsége Bevezetés – CMOS integrálhatóság

6 Bevezetés – Tokozási problémák mechanikai funkció miatt sokszor körülményes Felhasználásspecifikus anyagok  agresszív alkalmazási körülmények törési veszély BioMEMS  Parylene, Ti-6Al-V, Ni-Ti hermetikus tokozás jelentősége  pl. Konzolra vízcsepp - működésképtelenség

7 Gyártástechnológiák, MPW szolgáltatók – IC technikák Tömbi mikromechanika  szilícium szeletben alakítjuk ki a kívánt struktúrát, anizotróp marás  membránok, szelepek és cantileverek Felületi mikromechanika  struktúra kialakítása a szelet felületén, litográfiai úton, szelektív marás; áldozati rétegek  CMOS integrálhatóság lehetősége

8 Gyártástechnológiák, MPW szolgáltatók – definiált elemkészletű technológiák Előnyök  költséghatékonyak(pl. egyetemi alkalmazások)  gyorsabb, cellakönyvtáras tervezés  sorozatgyárthatóság lehetősége  célspecifikus processzek Hátrányok  kevesebb kreatív tervezési lehetőség  minden problémára nincs cellakönyvtáras elem  korlátozott CMOS integrálhatóság(kivétel: ASIMPS, Sandia)

9 Gyártástechnológiák, MPW szolgáltatók – definiált elemkészletű technológiák Sandia National Laboratories  SUMMiT és SUMMiT V MEMSCAP  MetalMUMPs, SOIMUMPs, PolyMUMPs Microfabrica  Efab Access Qinetiq  INTEGRAM TRONIC’S Microsystems  MEMSOI

10 Gyártástechnológiák, MPW szolgáltatók – definiált elemkészletű technológiák MetalMUMPs nikkel galvanizálás eredetileg MEMS kapcsolók és relék gyártásához készült a polySi ellenállásként, vagy veztékként funkcionál kis ellenállású kontaktusok, aranyozás miatt SOIMUMPs SOI(Silicon-on- Insulator) technológia elektrosztatikus, termikus aktuátorok eredetileg optikai csillapítókhoz és mozgó tükrökhöz készült finom és durva fémréteg szilícium a szerkezeti rétege PolyMUMPs polikristályos szilícium a szerkezeti anyag CaMEL elemkönyvtár ipari standard széles szoftvertámogatás változatos struktúrák, univerzális technológia MUMPs = Multi-User MEMS Process

11 POCl 3 diffúzió Szilícium szubsztrát Poly 0 Nitrid Szilícium szubsztrát Fotoreziszt Szilícium szubsztrát Reaktív ionmarás (RIE) Poly 0 Szilícium szubsztrát Fotoreziszt Primer oxid Gödrök Szilícium szubsztrát MEMS-ek gyártástechnológiái – Előre definiált technológiák – MEMSCAP - PolyMUMPs

12 RIE POCl 3 diffúzió Gödrök Nitrid, Poly0 Fotoreziszt Szilícium szubsztrát Primer oxid Szilícium szubsztrát PSG kemény maszk Poly 1 Szekunder oxid Szilícium szubsztrát Poly 2 PSG kemény maszk Szilícium szubsztrát Szekunder oxid ANCHOR2 POLY1_POLY2_VIA ANCHOR1 Fém Szilícium szubsztrát MEMS-ek gyártástechnológiái – Előre definiált technológiák – MEMSCAP - PolyMUMPs

13 Tervezőrendszerek – Áttekintés MEMS tervezőrendszerek osztályozási szempontjai  önálló, vagy integrálható  végzett szimulációk típusai  támogatott technológiák száma  elterjedtség  ár/érték arány

14 Tervezőrendszerek – Áttekintés 2D séma, processzleírások processzspecifikus tervezés 3D layout, csomópontválasztás szimulációk Probléma specifikálása matematikai modell iteratív megoldása fizikai modell maszkok layoutjai anyagparaméterekteszt struktúrák

15 Jellemző szimulációk  elektromos, elektrosztatikus  mechanikai  termikus  FEM / BEM  rendszerszintű  technológiai  optikai  biológiai  mikrofluidikai Tervezőrendszerek – Áttekintés Finite Element Method geometriai diszkretizálás függvénytér diszkretizálása elemekhez tartozó mátrixok szerkezet egyenletei felírása egyenletek megoldása másodlagos változók számítása

16 Tervezőrendszerek – Végeselemes szimuláció ANSYS Revision 5.3 (FEA - Finite Element Analysis) Pro/MECHANICA Rev. 8.0 (FEA) CAESAR II (PFA - Piping Flexibility Analysis) STAAD III (SAD - Structural Analysis and Design) NASCRAC (CPA - Crack Propagation Analysis) NASA/Flagro 2.0 (CPA) COSMOS/M Mark PATRAN Algor stb

17 Vizsgálatok típusai FEM esetén  Lineáris mechanikai feszültséganalízis  Nemlineáris mechanikai feszültséganalízis  Rázási vizsgálatok  Termikus analízis  Folyadék- v. gázáramlási analízis (CFD)  Elektrosztatkai vizsgálatok Tervezőrendszerek – Végeselemes szimuláció

18 Inhomogén anyagú testek kezelése Akár minden test anyaga eltérhet Nemizotróp anyagú testek kezelése: Ortotróp Anizotróp Fontos anyagjellemzők: Hőmérsékletfüggő paraméterek Rugalmasság Kúszás Fontos geometriai jellemzők: Nagy elmozdulások Nagy elfordulások Kontaktusok leírása Tervezőrendszerek FEM előnyei

19 Tervezőrendszerek FEM hátrányai Az eredmény függ a csomópontválasztás (mesh generálás) sikerességétől Matematikai közelítő módszer Nagy tapasztalat kell a jó modellalkotáshoz Nagyteljesítményű gépek kellenek

20 Coventor Softmems Tanner IntelliSense Microfabrica??? Tervezőrendszerek – Áttekintés CoventorWare MEMS Xplorer

21 Moduljai:  Analyzer standard  MemElectro – Szélső(boundary) elemek elektrosztatikus modellezése, 3D-s struktúrák(beleértve a vezetőket és dielektrikumokat) elektrosztatikus erejének és kapacitásának modellezése  MemMech – Teljes(termikus, elektro-termikus, piezoelektromos) FEM / BEM szimulátor. Alakkal, harmonikusokkal, kontaktussal, steady state és tranziens állapotokkal kapcsolatos számítások Co – Solve EM – Csatolt, hiszterézises elektromechanikus szimuláció Tervezőrendszerek – CoventorWare

22 bővítmény  MemPZR – mechanikai feszültség által terhelt ellenállások áramsűrűségének, potenciáleloszlásának eloszlása, ellenállás értékének meghatározása  MemHenry – Frekvenciafüggő ellenállások és induktivitások értékeinek a meghatározása  MemOptics – nyalábok terjedése és diffrakciója  MemPackage – tok hatásának elemzése, a MEMS-re nézve Tervezőrendszerek – CoventorWare

23  INTEGRATOR – direkt interface-t biztosít a Cadence VerilogA, SABER-MAST, valamint MATLAB-Simulink felé; csökkentett rendű modellek használata; megkönnyíti az IC tervezőnek a MEMS illesztésének lehetőségét DampingMM – az INTEGRATOR részeként, csillapító tényezőket határoz meg GDS II output generálásának lehetősége Tervezőrendszerek – CoventorWare

24  Designer MEMS-re specializált 2D-s layout editor köríveket és szögben álló eszközöket is kezel GDSII, CIF és DXF formátumok importálása ARCHITECT-ben adott rendszerszintű leírásból layout generálása többféle formátumba való exportálási lehetőség Elem paraméter adatbázisban tárolja a felhasznált elemek tulajdonságait, amiket az Analyzer a FEM/BEM szimulációnál használ 3D Preprocessor 2D-s layoutból és technológiai lépésekből 3D-s layout generálás, FEM/BEM szimuláció, modellek alapján

25 Tervezőrendszerek – CoventorWare  Architect paraméterezett, előre definiált cellákkal történő viselkedési szintű szimuláció 6 szabadsági fokos számítások a standard FEM-nél 100-szor gyorsabb szimuláció analóg és mixed-signal tartományban is képes viselkedési szimulációt végezni hullámforma generátor alkalmazása

26 CoventorWare

27 Tervezőrendszerek – SoftMEMS – MEMS Xplorer Moduljai: MEMS VerilogA könyvtári elemek MEMS Master(M2Architect, M2Librarian) – Ez egy olyan layout-szerű schematicot produkáló program, amely VHDL- AMS-be, vagy VerilogA-ba írja a kimenetét. Használható analóg, ill. mixed signal szimulációra is. EasyMEMS – A layout tervezésénél felmerülő problémák megoldását automatizálja, csökkenti a tervezési időt. MEMS Layout Generators – Meggyorsítja a layout tervezésének a menetét, standard építőelemek használatával. MEMS Etching Emulator – anizotróp marást modellez

28 Tervezőrendszerek – SoftMEMS – MEMS Xplorer Moduljai: Cross Section Viewer – gyors szerkezeti áttekintést az éppen tervezett eszközről 3D Modeler – automatikusan építi fel a 3D-s struktúrát a Virtuoso layout cellái alapján MEMS Modeler – viselkedési szimulációt végez 3D FEM modellek alapján MEMS Mapper – a 3D-s struktúrát 2D-s szerkezetté alakítja a layout tervező számára Solid Modeler – 3D-s struktúrát épít fel a maszk layout, illetve a gyártási lépések egy részének kiválsztása alapján is.

29 Tervezőrendszerek – SoftMEMS – MEMS Xplorer


Letölteni ppt "Bevezetés – Jellemző méretek. Bevezetés – Tervezési nehézségek mechanikai + elektromos funkció  megoldandó mechanikai/statikai egyenletek  forgó,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések