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Assemblage de Microcomposants en Milieu Liquide 

Contexte

 

    Au jour d'aujourd'hui, les micro-systèmes électromécaniques (MEMS) sont fabriqués via des processus parallèles non sans rappeler les méthodes présentes en micro-électronique, où des centaines de composants sont produits sur un même waffer en même temps. Leur packaging est effectué grace à des robots de micro-préhension à haute vitesse et des technologies de micro-assemblage. Il est possible de packager des composants de 100µm x 100µm (Projet européen Fab2ASM) à une vitesse de 48000 composants/heure. Cependant ces méthodes sont inutilisables à une échelle plus petite, pour cause, les effets d'adhésions qui sévicent rendent difficile la relâche du composant depuis l'effecteur.

 

tailleutile

 

    Comme il est visible sur la figure gauche ci dessus, la zone utile du composant se limite à 30µm alors que la surface totale est beaucoup plus importante (mauvais ratio utile/inutile). Et ceci du aux limites technologiques actuelles des machines de packaging. A droite se trouve le résultat visé, où le composant final ne mesure que quelques µm seulement.

 

Approche Technologique

 

    Nous proposons d'étudier et d'exploiter des principes hybrides, basés sur les méthodes d'auto-assemblage dirigé. Ces principes combinent des phénomènes physiques de force/manipulation sans contact, et le savoir faire robotique de commande active de trajectoire. Micro-manipuler en environnement liquide est chose commune, car cela limite les forces d'adhésion entre les objets et le substrat. La viscosité du fluide quant à elle rend les déplacements plus lents et accroît donc la précision de positionnement. L'auto-assemblage sera effectué dans des réservoirs de liquide et les composants seront convoyés dans des canaux emplis du même liquide.
A l'échelle mesoscopique, l'assemblage devrait être inspiré de principes hybrides, entre une approche usant des forces covalentes (échelle nano) et les couches de surfaces déformables (échelle micro).

    En résumé, les composants seront acheminés et positionnés au moyen de forces à distance, et assemblés par des méthodes innovantes (nano-liaison chimique ou biologique). Par conséquent, ce projet est réparti en trois tâches technologiques : 

    -L'étude du transfert de composants mesoscopiques par procédé fluidique au sein de micro-canaux.
    -L'étude du positionnement de composants via les phénomènes de forces sans contact.
    -L'étude ad-hoc de méthodes de nano-assemblage.

Une tâche finale consistera à la création et à la mise en fonction d'un démonstrateur.

 






Dernière modification le 10/02/2013