search query: @keyword strain / total: 7
reference: 7 / 7
« previous | next »
Author:Kukko-Liedes, Antti
Title:Pietsoresistiivinen venymäanturi
Piezoresistive strain gauge
Publication type:Master's thesis
Publication year:2004
Pages:89+15      Language:   fin
Department/School:Materiaali- ja kalliotekniikan osasto
Main subject:Elektroniikan valmistustekniikka   (S-113)
Supervisor:Kivilahti, Jorma ; Lehto, Ari
Instructor:Lehto, Ari
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark V80     | Archive
Keywords:stress
strain
resistor
strain gauge
jännitys
venymä
vastus
venymäanturi
Abstract (eng):The literary part of this thesis introduces the theory of strain and stress and discusses the different kinds of sensors made from silicon, or more precisely, reviews sensors for strain measurement. It also studies the crystal structure of silicon among its properties and piezoresistivity. This part of the thesis presents piezoresistive strain gauges. Special attention is given to sensor rosette planning, which is introduced comprehensively with numerous pictures and equations. It also discusses gauging and calibration.

The experimental part of the thesis aimed to design and process a flip chip consisting of strain gauges, heating resistors and thermometers. It first presented the materials and devices. The first design task was to create a tentative layout and specify the dimensions of the components. The components were placed into the chip, at which point the layout was completed. This part also introduced the planning and progression of the manufacturing process.

Simplified pictures were created to illustrate the manufacturing process for each mask layer. They illustrate the most important process stages and their effect on the wafer. Mask planning began at the same time as the chips. The process parameters were defined when the process was found to be substantially correct. Some of the parameters could be determined by experimental methods only. The exact flow chart and parameters were shown for every mask layer.

The process functionality was examined visually and by measuring resistance values of the resistors. These methods made it possible to find possible problems and defects in the manufacturing process. The manufacturing process appeared to work. The values of piezoresistors were close enough to the wanted ones. The calculated values for heating resistors and thermometers could not be achieved due to the manufacturing procedure. However, they were operative. Further studies should focus on product development and developing the manufacturing process.
Abstract (fin):Työn teoriaosassa esitellään aluksi venymä ja jännitys sekä niiden välisiä yhteyksiä. Teoriassa käsitellään myös yleisellä tasolla erilaisia piistä tehtyjä antureita sekä tarkastellaan tarkemmin venymä antureita. Lisäksi käsitellään piin rakennetta ja ominaisuuksia sekä pietsoresistiivisyyttä. Lopuksi tarkastellaan pietsoresistiivisiä venymä antureita. Erityisesti kiinnitetään huomiota anturiasetelmien suunnitteluun, jota esitellään kattavasti useiden kuvien ja kaavojen avulla. Teoriassa on myös havainnollistettu mittausta ja kalibrointia.

Työn kokeellisessa osassa oli tavoitteena suunnitella ja prosessoida pietsoresistiivisistä venymä antureista, lämmitysvastuksista sekä lämpömittareista koostuva kääntö siru. Aluksi esitellään prosessoinnissa käytetyt materiaalit ja laitteet. Sen jälkeen siirrytään sirun suunnitteluun, jossa ensimmäinen vaihe oli layoutin tekeminen. Alustavan layoutin jälkeen määriteltiin kaikkien komponenttien dimensiot ja ne sijoiteltiin sirulle. Tällöin muodostettiin sirun varsinainen layout. Kokeellisessa osassa esitellään lisäksi valmistusprosessin suunnittelu ja eteneminen.

Valmistusprosessin kulku on esitelty yksinkertaistettuina kuvina maskitasoittain. Jokaisessa kuvassa on nähtävillä tärkeimmät prosessivaiheet sekä niiden vaikutus kiekkoon. Sirujen prosessointia suunniteltaessa aloitettiin myös maskien suunnittelu. Kun prosessi oli pääosin kunnossa, määritettiin valmistuksessa käytettävät prosessiparametrit, joista osa pystyttiin selvittämään vain kokeellisesti. Tarkka prosessikaavio ja käytetyt prosessiparametrit on myös esitetty maskitasoittain.

Kiekkojen valmistuttua prosessoinnin onnistuminen tutkittiin visuaalisella tarkastuksella sekä mittaamalla vastusten arvot. Näin pystyttiin tutkimaan, kuinka hyvin todelliset vastukset vastasivat laskettuja arvoja. Lisäksi haluttiin selvittää valmistuksen mahdolliset ongelmakohdat ja puutteet. Saatujen tulosten perusteella valmistusprosessi vaikuttaa kaikin puolin toimivalta. Pietsovastusten arvot olivat riittävän lähellä haluttuja laskennallisia arvoja. Lämmitysvastusten sekä lämpömittareiden laskennallisia arvoja ei voitu saavuttaa valmistuksellisista syistä, mutta ne ovat täysin toimivia. Työn tavoitteena ollut kääntö siru pystyttiin toteuttamaan ja kaikki sirun komponentit toimivat tehtävänsä edellyttämällä tavalla. Jatkotutkimuksen tulisi suuntautua mahdollisen tuotekehityksen lisäksi lähinnä valmistusprosessin kehittämiseen.
ED:2004-03-19
INSSI record number: 25075
+ add basket
« previous | next »
INSSI