Ontwerp van een bistabiele microswitch in een MEMS technologie

Doelgroep: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
 
Promotor: Jan Doutreloigne
 
Begeleider: Benoit Bakeroot
 
Locatie: CMST, Technologiepark 914A, 9052 Zwijnaarde; Thuis
 
Aantal studenten: 1 of 2

Trefwoorden: microswitch, switch matrix, MEMS technologie, MUMPs, MEMSCAP, elektronisch ontwerp, CAD
 

Probleemstelling

 

MEMS technologie (Micro-Electro-Mechanical Systems) vormt een bijzonder interessant alternatief voor de klassieke elektromagnetische schakelaars of relais. Met zo’n technologie kan men immers microscopisch kleine schakelaars maken die niet alleen het voordeel bieden van een extreme compactheid, maar tevens veel minder onderhevig zijn aan slijtage en dus een veel hogere betrouwbaarheid en langere levensduur hebben. Het laat bovendien toe om op 1 enkele chip een volledige switch matrix te integreren, terwijl zoiets met elektromagnetische relais een volledige PCB in beslag zou nemen. Een zeer interessant toepassingsvoorbeeld uit de telecommunicatie-sector is de switch matrix die zorgt voor de gepaste interconnectie tussen de telefoonlijnen vanuit de telefoniecentrale enerzijds en de telefoonlijnen naar de gebruikers anderzijds. Het (her)configureren van zo’n switch matrix gebeurt nu nog manueel of vanop afstand met elektromagnetische relais, maar de veel compactere MEMS switch matrix zou hier een zeer aantrekkelijke oplossing zijn.

 

Doelstelling

 

Het doel van deze masterproef is een zeer compacte MEMS microswitch te ontwerpen in een commercieel beschikbare MEMS technologie. Concreet zal gebruik gemaakt worden van de zogenaamde MUMPs processen (Multi-User MEMS Processes) die door de firma MEMSCAP worden aangeboden en die voor het CMST laboratorium toegankelijk zijn.

Op basis van een literatuurstudie zal een specifieke uitvoeringsvorm voor zo’n bistabiele microswitch moeten worden geselecteerd. In het bijzonder zal de meest geschikte aansturingsmethode moeten worden gekozen: dit kan elektrostatisch, piezo-elektrisch of thermo-elektrisch zijn. Daarna zal het volledige ontwerp van de microswitch in de MUMPs technologie uitgevoerd worden. Alle noodzakelijke software voor het tekenen van de layout en het simuleren (elektrisch, thermisch, mechanisch,...) van de microswitch is op het CMST laboratorium beschikbaar. Bij dit ontwerp zullen de specificaties voor de hierboven vermelde telefonie switch matrix in acht genomen worden. Er zal ook nog wat rand-elektronica ontworpen moeten worden om de microswitch gepast te kunnen aansturen.

Eenmaal het ontwerp klaar is, zal deze MEMS microswitch ook effectief geproduceerd worden in de MUMPs technologie van MEMSCAP.


 

 

 
Comments