SISTEMI INTEGRATI DI MISURA – A. A. 2007/2008 Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica Automazione e Controllo ...
<ul><li>Dimensionamento del dispositivo in ambiente Matlab®. </li></ul><ul><li>Realizzazione del layout in ambiente MemsPr...
Specifiche di progetto <ul><li>Frequenza di risonanza compresa tra 10kHz e 50kHz. Per scelta è stata posta a 30kHz. </li><...
Risultati dimensionamento <ul><li>lunghezza bracci:   351 µm </li></ul><ul><li>smorzamento : 2.59*10 -8  N*s/m </li></ul><...
Progettazione del layout   DIFF   POLY  CONT  MET1   VIA   MET2   PAD
Layout e Cross-Section
Modello Tridimensionale
Sistema elettromeccanico Si è utilizzata la convenzione per la quale alle forze associamo le correnti sinusoidali e agli s...
Simulazione  del sistema elettromeccanico Frequenza naturale modello: 30 kHz Frequenza naturale simulazione: 33 kHz
Mesh con Manhattan Bricks
Risultato simulazione Coventor ® Ancoraggio dei 4  sostegni con la  funzione “Allfix”. Imposizione di una  forza scalare d...
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Sensore di Massa

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Sensore di Massa

  1. 1. SISTEMI INTEGRATI DI MISURA – A. A. 2007/2008 Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica Automazione e Controllo dei Sistemi Complessi Progettazione e simulazione di un sensore di massa integrato a piatto sospeso in tecnologia CMOS Università degli Studi di Catania Gaetano L’Episcopo, Claudia Mangano, Christian Pernaci, Vanessa Privitera, Giuseppe Sansone, Giuseppe Scuderi Prof. Salvatore Baglio Ing. Nicolò Savalli
  2. 2. <ul><li>Dimensionamento del dispositivo in ambiente Matlab®. </li></ul><ul><li>Realizzazione del layout in ambiente MemsPro 2®. </li></ul><ul><li>Realizzazione e simulazione del modello elettromeccanico in ambiente MemsPro 2®. </li></ul><ul><li>Simulazione agli elementi finiti in ambiente Coventor®. </li></ul>Step di progettazione
  3. 3. Specifiche di progetto <ul><li>Frequenza di risonanza compresa tra 10kHz e 50kHz. Per scelta è stata posta a 30kHz. </li></ul><ul><li>Limiti e regole di layout dati dalla tecnologia CMOS. </li></ul><ul><li>Dimensione del piatto è stata fissata a 250 µm x 250 µm. </li></ul><ul><li>Larghezza dei bracci è stata fissata a 25 µm. </li></ul>
  4. 4. Risultati dimensionamento <ul><li>lunghezza bracci: 351 µm </li></ul><ul><li>smorzamento : 2.59*10 -8 N*s/m </li></ul><ul><li>banda: 3.2 kHz </li></ul><ul><li>frequenza naturale: 30 kHz </li></ul><ul><li>fattore di qualità: 9.33*10 3 </li></ul><ul><li>sensibilità statica: 2.8145*10 -11 </li></ul><ul><li>costante elastica: 45.61 N/m </li></ul><ul><li>massa totale: 1.2837 ng </li></ul>
  5. 5. Progettazione del layout DIFF POLY CONT MET1 VIA MET2 PAD
  6. 6. Layout e Cross-Section
  7. 7. Modello Tridimensionale
  8. 8. Sistema elettromeccanico Si è utilizzata la convenzione per la quale alle forze associamo le correnti sinusoidali e agli spostamenti le tensioni. Il parametro C (damping) del modello circuitale del piatto è stato posto pari alla costante di smorzamento del valore di 45.61 N*s/m, mentre la forza d’inerzia del piatto è stata modellizzata con un generatore di corrente contenente la massa. I parametri fisico-geometrici (massa) sono stati fissati in funzione dei risultati ottenuti durante il dimensionamento del dispositivo in ambiente Matlab ® .
  9. 9. Simulazione del sistema elettromeccanico Frequenza naturale modello: 30 kHz Frequenza naturale simulazione: 33 kHz
  10. 10. Mesh con Manhattan Bricks
  11. 11. Risultato simulazione Coventor ® Ancoraggio dei 4 sostegni con la funzione “Allfix”. Imposizione di una forza scalare di 1 kPa sulla superficie superiore.

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