Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius

Aquest treball descriu el desenvolupament d'un sistema Smart Sensor per a acceleròmetres piezoresistius emprant la tecnologia de mòduls multixip de tipus D (MCM-D). En el camp dels Smarts Sensors existeixen dues aproximacions bàsiques: l'aproximació monolítica que integra el sensor i els c...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Collado Miguens, Anna
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2005
País:España
Institución:Universitat Autònoma de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
Idioma:catalán
OAI Identifier:oai:ddd.uab.cat:37121
Acceso en línea:https://ddd.uab.cat/record/37121
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Acceleròmetres
Detectors
id ES_ce0e42c96a81d3711340ea7a4e67d4e7
oai_identifier_str oai:ddd.uab.cat:37121
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
title Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
spellingShingle Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
Collado Miguens, Anna
Acceleròmetres
Detectors
title_short Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
title_full Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
title_fullStr Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
title_full_unstemmed Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
title_sort Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistius
dc.creator.none.fl_str_mv Collado Miguens, Anna
author Collado Miguens, Anna
author_facet Collado Miguens, Anna
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cabruja i Casas, Enric
dc.subject.none.fl_str_mv Acceleròmetres
Detectors
topic Acceleròmetres
Detectors
description Aquest treball descriu el desenvolupament d'un sistema Smart Sensor per a acceleròmetres piezoresistius emprant la tecnologia de mòduls multixip de tipus D (MCM-D). En el camp dels Smarts Sensors existeixen dues aproximacions bàsiques: l'aproximació monolítica que integra el sensor i els circuits en el mateix xip, i la versió multixip, que integra de forma híbrida tant el sensor com els circuits, fabricats per separat. Les dues tecnologies emprades en aquest treball han estat, la dels acceleròmetres piezoresistius en oblies BESOI i la dels mòduls multixip, silici sobre silici, mitjançant la tècnica de muntatge flip-chip. Aquesta tècnica proporciona a l'encapsulat de sensors nivell d'integració més elevat, a la vegada que redueix els problemes termo-mecànics pel fet d'emprar un substrat de silici. En aquest estudi s'ha treballat en el desenvolupament d'aquest Smart Sensor per tal, principalment, d'aconseguir un encapsulat robust i lliure d'estrès. En aquest sentit, s'ha dut a terme el disseny d'una cavitat hermètica per a la protecció de les parts mòbils de l'acceleròmetre. L'hermeticitat s'obté mitjançant la pasta de soldadura que s'aplica en el mateix moment en que es fan les connexions elèctriques o solder bumps. Aquest fet ha requerit d'una modificació en la tecnologia de pads del sensor. Per altra banda, s'han dut a terme una sèrie de simulacions per elements finits per tal d'avaluar en les etapes de disseny l'estrès que podia aportar l'encapsulat a aquests dispositius sensibles a esforços mecànics. Els resultats de les simulacions demostren que si bé es dóna un cert grau d'estrès, aquest no arriba a perjudicar el comportament del sensor. Les caracteritzacions tant elèctriques com mecàniques realitzades a l'encapsulat multixip, demostren que aquest encapsulat no modifica els paràmetres elèctrics més importants, com ara la sensibilitat o la tensió d'offset. La caracterització dinàmica demostra, però, que l'encapsulat multixip afegeix un més elevat grau d'esmorteïment modificant així la resposta del sensor. Aquesta variació es tradueix en una disminució de la freqüència de ressonància i del guany del sensor a aquesta freqüència. Aquest fet, en aplicacions DC, és una característica apreciada doncs evita una eventual ruptura del sensor.
publishDate 2005
dc.date.none.fl_str_mv 2
2005-01-01
2005
2005-01-01
dc.type.none.fl_str_mv Tesi doctoral
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://ddd.uab.cat/record/37121
url https://ddd.uab.cat/record/37121
dc.language.none.fl_str_mv Catalán
cat
language_invalid_str_mv Catalán
language cat
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
instname:Universitat Autònoma de Barcelona
instname_str Universitat Autònoma de Barcelona
reponame_str Dipòsit Digital de Documents de la UAB
collection Dipòsit Digital de Documents de la UAB
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869419933938483200
spelling Un Nou encapsulat multixip per a acceleròmetres piezoresistiusCollado Miguens, AnnaAcceleròmetresDetectorsAquest treball descriu el desenvolupament d'un sistema Smart Sensor per a acceleròmetres piezoresistius emprant la tecnologia de mòduls multixip de tipus D (MCM-D). En el camp dels Smarts Sensors existeixen dues aproximacions bàsiques: l'aproximació monolítica que integra el sensor i els circuits en el mateix xip, i la versió multixip, que integra de forma híbrida tant el sensor com els circuits, fabricats per separat. Les dues tecnologies emprades en aquest treball han estat, la dels acceleròmetres piezoresistius en oblies BESOI i la dels mòduls multixip, silici sobre silici, mitjançant la tècnica de muntatge flip-chip. Aquesta tècnica proporciona a l'encapsulat de sensors nivell d'integració més elevat, a la vegada que redueix els problemes termo-mecànics pel fet d'emprar un substrat de silici. En aquest estudi s'ha treballat en el desenvolupament d'aquest Smart Sensor per tal, principalment, d'aconseguir un encapsulat robust i lliure d'estrès. En aquest sentit, s'ha dut a terme el disseny d'una cavitat hermètica per a la protecció de les parts mòbils de l'acceleròmetre. L'hermeticitat s'obté mitjançant la pasta de soldadura que s'aplica en el mateix moment en que es fan les connexions elèctriques o solder bumps. Aquest fet ha requerit d'una modificació en la tecnologia de pads del sensor. Per altra banda, s'han dut a terme una sèrie de simulacions per elements finits per tal d'avaluar en les etapes de disseny l'estrès que podia aportar l'encapsulat a aquests dispositius sensibles a esforços mecànics. Els resultats de les simulacions demostren que si bé es dóna un cert grau d'estrès, aquest no arriba a perjudicar el comportament del sensor. Les caracteritzacions tant elèctriques com mecàniques realitzades a l'encapsulat multixip, demostren que aquest encapsulat no modifica els paràmetres elèctrics més importants, com ara la sensibilitat o la tensió d'offset. La caracterització dinàmica demostra, però, que l'encapsulat multixip afegeix un més elevat grau d'esmorteïment modificant així la resposta del sensor. Aquesta variació es tradueix en una disminució de la freqüència de ressonància i del guany del sensor a aquesta freqüència. Aquest fet, en aplicacions DC, és una característica apreciada doncs evita una eventual ruptura del sensor.This work describes the development of a Smart Sensor system for piezoresistive accelerometers using Multi Chip Module type D (MCM-D) technology. There are two main approaches in the Smart Sensors field: The monolithic integration of the process circuitry with the sensor itself in the same chip, and the multichip approach, where both parts are independently fabricated and connected using hybrid integration. Two technologies have been used in the present work: CNM's piezoresistive accelerometers technology based on BESOI wafers and silicon-on-silicon multichip module technology, based on the flip-chip interconnection. This technique provides higher levels of integration for the packaging of sensors. In addition, the inclusion of a silicon substrate reduces thermo-mechanical problems. The development of the Smart Sensor has been mainly oriented to obtain a robust and unstressed package. In this sense, mobile parts of the accelerometer have been protected with an specifically designed hermetic cavity. This cavity is built using solder paste, and is defined simultaneously with the electrical connections or solder bumps. This point required modifications of the sensor's pad technology. Furthermore, finite element simulations have been performed in order to evaluate the package induced stresses on the sensor, which is extremely sensitive to mechanical efforts. The simulation results showed that even if small stress appear, they don't adversely affect the behaviour of the sensor. Electrical and mechanical characterisation of the multichip Smart Sensor, showed that the packaging process doesn't modify the main electrical parameters, such as sensitivity and off-set voltage. Vibration tests showed that multichip package increases mechanical damping, modifying the dynamic response of the sensor. In this sense, the resonance frequency and the gain of the sensor at this frequency decrease. This behaviour is useful for DC applications, preventing the failure of the sensor.Universitat Autònoma de BarcelonaCabruja i Casas, Enric 22005-01-0120052005-01-01Tesi doctoralhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://ddd.uab.cat/record/37121reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UABinstname:Universitat Autònoma de BarcelonaCataláncatopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ddd.uab.cat:371212026-06-06T12:50:31Z
score 15,301603

Similares en LA Referencia