Micro-assemblage et emballage

Nous avons déjà résumé nos MICRO ASSEMBLY & PACKAGING services et produits liés spécifiquement à la microélectronique sur notre page Fabrication de microélectronique / Fabrication de semi-conducteurs.

 

Ici, nous nous concentrerons sur les techniques de micro-assemblage et d'emballage plus génériques et universelles que nous utilisons pour toutes sortes de produits, y compris les systèmes mécaniques, optiques, microélectroniques, optoélectroniques et hybrides constitués d'une combinaison de ceux-ci. Les techniques dont nous discutons ici sont plus polyvalentes et peuvent être considérées comme étant utilisées dans des applications plus inhabituelles et non standard. En d'autres termes, les techniques de micro-assemblage et d'emballage discutées ici sont nos outils qui nous aident à penser "out of the box". Voici quelques-unes de nos extraordinaires méthodes de micro-assemblage et d'emballage :

 

 

 

- Micro-assemblage et emballage manuels

 

- Micro-assemblage et emballage automatisés

 

- Méthodes d'auto-assemblage telles que l'auto-assemblage fluidique

 

- Micro-assemblage stochastique utilisant des forces vibratoires, gravitationnelles, électrostatiques ou autres.

 

- Utilisation de fixations micromécaniques

 

- Fixation micromécanique adhésive

 

 

 

Laissez-nous explorer plus en détail certaines de nos extraordinaires techniques polyvalentes de micro-assemblage et d'emballage.

 

 

 

MICRO-ASSEMBLAGE ET EMBALLAGE MANUELS : les opérations manuelles peuvent être coûteuses et nécessiter un niveau de précision qui peut être peu pratique pour un opérateur en raison de la fatigue oculaire qu'elles provoquent et des limitations de dextérité associées à l'assemblage de telles pièces miniatures sous un microscope. Cependant, pour les applications spéciales à faible volume, le micro-assemblage manuel peut être la meilleure option car il ne nécessite pas nécessairement la conception et la construction de systèmes de micro-assemblage automatisés.

 

 

 

MICRO-ASSEMBLAGE ET EMBALLAGE AUTOMATISÉS : nos systèmes de micro-assemblage sont conçus pour rendre l'assemblage plus facile et plus rentable, permettant le développement de nouvelles applications pour les technologies de micro-machines. Nous pouvons micro-assembler des appareils et des composants dans des dimensions de l'ordre du micron à l'aide de systèmes robotiques. Voici quelques-uns de nos équipements et capacités de micro-assemblage et d'emballage automatisés :

 

 

 

• Équipement de contrôle de mouvement de premier ordre, y compris une cellule de travail robotique avec une résolution de position nanométrique

 

• Cellules de travail pilotées par CAO entièrement automatisées pour le micro-assemblage

 

• Méthodes d'optique de Fourier pour générer des images de microscope synthétique à partir de dessins CAO afin de tester les routines de traitement d'image sous différents grossissements et profondeurs de champ (DOF)

 

• Capacité de conception et de production sur mesure de micro-pinces, de manipulateurs et d'actionneurs pour le micro-assemblage et l'emballage de précision

 

• Interféromètres laser

 

• Jauges de contrainte pour retour de force

 

• Vision par ordinateur en temps réel pour contrôler les servomécanismes et les moteurs pour le micro-alignement et le micro-assemblage de pièces avec des tolérances inférieures au micron

 

• Microscopes électroniques à balayage (SEM) et microscopes électroniques à transmission (TEM)

 

• Nano manipulateur à 12 degrés de liberté

 

 

 

Notre processus de micro-assemblage automatisé peut placer plusieurs engrenages ou autres composants sur plusieurs poteaux ou emplacements en une seule étape. Nos capacités de micromanipulation sont énormes. Nous sommes là pour vous aider avec des idées extraordinaires non standard.

 

 

 

MÉTHODES D'AUTO-ASSEMBLAGE MICRO ET NANO : Dans les processus d'auto-assemblage, un système désordonné de composants préexistants forme une structure ou un modèle organisé en conséquence d'interactions locales spécifiques entre les composants, sans direction externe. Les composants auto-assemblés ne subissent que des interactions locales et obéissent généralement à un ensemble de règles simples qui régissent leur combinaison. Même si ce phénomène est indépendant de l'échelle et peut être utilisé pour l'auto-construction et la fabrication de systèmes à presque toutes les échelles, nous nous concentrons sur le micro-auto-assemblage et le nano-auto-assemblage. Pour construire des dispositifs microscopiques, l'une des idées les plus prometteuses est d'exploiter le processus d'auto-assemblage. Des structures complexes peuvent être créées en combinant des blocs de construction dans des circonstances naturelles. Pour donner un exemple, une méthode est établie pour le micro-assemblage de plusieurs lots de micro-composants sur un seul substrat. Le substrat est préparé avec des sites de liaison à l'or revêtus hydrophobes. Pour effectuer le micro-assemblage, une huile d'hydrocarbure est appliquée sur le substrat et mouille exclusivement les sites de liaison hydrophobes dans l'eau. Des micro-composants sont ensuite ajoutés à l'eau et assemblés sur les sites de liaison mouillés à l'huile. De plus, le micro-assemblage peut être contrôlé pour avoir lieu sur les sites de liaison souhaités en utilisant un procédé électrochimique pour désactiver des sites de liaison de substrat spécifiques. En appliquant à plusieurs reprises cette technique, différents lots de microcomposants peuvent être assemblés séquentiellement sur un seul substrat. Après la procédure de micro-assemblage, la galvanoplastie a lieu pour établir les connexions électriques des composants micro-assemblés.

 

 

 

MICRO ASSEMBLAGE STOCHASTIQUE : Dans le micro assemblage parallèle, où les pièces sont assemblées simultanément, il y a micro assemblage déterministe et stochastique. Dans le micro-assemblage déterministe, la relation entre la pièce et sa destination sur le substrat est connue à l'avance. Dans le micro-assemblage stochastique en revanche, cette relation est inconnue ou aléatoire. Les pièces s'auto-assemblent dans des processus stochastiques entraînés par une force motrice. Pour que le micro-auto-assemblage ait lieu, il doit y avoir des forces de liaison, la liaison doit se produire de manière sélective et les pièces de micro-assemblage doivent pouvoir se déplacer pour pouvoir s'assembler. Le micro-assemblage stochastique est souvent accompagné de vibrations, de forces électrostatiques, microfluidiques ou autres qui agissent sur les composants. Le micro-assemblage stochastique est particulièrement utile lorsque les blocs de construction sont plus petits, car la manipulation des composants individuels devient plus difficile. L'auto-assemblage stochastique peut également être observé dans la nature.

 

 

 

FIXATIONS MICROMÉCANIQUES : À l'échelle micro, les types de fixations conventionnels comme les vis et les charnières ne fonctionneront pas facilement en raison des contraintes de fabrication actuelles et des forces de friction importantes. Les micro-pressions, quant à elles, fonctionnent plus facilement dans les applications de micro-assemblage. Les micro-pressions sont des dispositifs déformables constitués de paires de surfaces de contact qui s'emboîtent lors du micro-assemblage. En raison du mouvement d'assemblage simple et linéaire, les boutons-pression ont une large gamme d'applications dans les opérations de micro-assemblage, telles que les dispositifs à composants multiples ou en couches, ou les micro-prises opto-mécaniques, les capteurs à mémoire. Les autres attaches de micro-assemblage sont les joints « key-lock » et les joints « inter-lock ». Les joints à clé consistent en l'insertion d'une « clé » sur une micro-pièce, dans une fente d'accouplement sur une autre micro-pièce. Le verrouillage en position est obtenu par translation de la première micro-pièce dans l'autre. Les joints de verrouillage sont créés par l'insertion perpendiculaire d'une micro-pièce avec une fente, dans une autre micro-pièce avec une fente. Les fentes créent un ajustement serré et sont permanentes une fois les micro-pièces jointes.

 

 

 

FIXATION MICROMECANIQUE ADHESIVE : La fixation mécanique adhésive est utilisée pour construire des microdispositifs 3D. Le processus de fixation comprend des mécanismes d'auto-alignement et une liaison adhésive. Des mécanismes d'auto-alignement sont déployés dans un micro-assemblage adhésif pour augmenter la précision de positionnement. Une microsonde liée à un micromanipulateur robotique prélève et dépose avec précision l'adhésif aux emplacements cibles. La photopolymérisation durcit l'adhésif. L'adhésif durci maintient les pièces micro-assemblées dans leurs positions et fournit des joints mécaniques solides. L'utilisation d'un adhésif conducteur permet d'obtenir une connexion électrique fiable. La fixation mécanique adhésive ne nécessite que des opérations simples, et peut conduire à des connexions fiables et à des précisions de positionnement élevées, qui sont importantes dans le micro-assemblage automatique. Pour démontrer la faisabilité de cette méthode, de nombreux dispositifs MEMS tridimensionnels ont été micro-assemblés, y compris un commutateur optique rotatif 3D.