REZULTATE

Etapa I Proiectarea si simularea micropensetelor de tip MEMS

- Caracterizarea si testarea materialelor utilizate si a tehnicilor de obtinere a micropensetelor de tip MEMS pentru aplicatii microrobotice

S-au investigat probe cu filme de SU-8 depuse pe un substrat de siliciu si tratate la temperaturile: 125°C, 165°C, 185°C, 195°C, 205°C si 215°C.
Scopul testelor a fost determinarea durității și a modulului de elasticitate și variația acestora cu temperatura. Analiza s-a realizat de catre partenerul UTC-N pe un sistem AFM XE 70 cu modul de nanoindentare iar modificarea temperaturii s-a realizat cu un sistem ce control de tip Peltier cu care s-a crescut temperatura pe probe de la 20°C la 100°C.

Figura 1 Imaginea AFM 3D a filmului de SU8 depus la 195°C.

Figura 2 Scăderea modulului de elasticitate cu creșterea temperaturii pentru materialele polimerice investigate	Figura 3 Scăderea durității cu creșterea temperaturii pentru materialele polimerice investigate

- Proiectarea si simularea de micropensete de tip MEMS pentru aplicatii microrobotice

Au fost realizate proiectari ale structurilor de micropenseta si simulari cu ajutorul programului Coventorware (metoda elementelor finite) pentru a evalua performanta structurii. S-au efectuat analize cuplate electro-termo-mecanice utilizand modulul MemMech din Coventorware.

Figura 4. Geometria unei micropensete normal deschisa

a)                                                                         b) Figura 5 Simulari FEM cuplate electro-termo-mecanice: a) Distributia de temperatura in structura la 22 mA; b) Deplasarile in plan ale bratelor structurii pentru 22 mA (simulare Coventorware 2014)

- Realizari experimentale preliminare a dispozitivelor proiectate

Pentru fabricare s-au utilizat 3 masti si pentru eliberarea structurilor s-a folosit stratul de Omnicoat care este un strat antiaderent pe substrat.

Figura 6. Imaginea optica a structurii de micropenseta fabricata din polimerul SU-8 si Cr/Au/Cr

Diseminarea rezultatelor

Lucrarile stiintifice publicate in cadrul acestei etape sunt:

- M. Al Zandi, R-C. Voicu, R. Muller, C.Wang, Testing and Characterisation of Electrothermal Microgrippers with Embedded Microheaters,  Proc. of Symposium on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS-DTIP2016, Budapest, pp. 256-260, 2016

- R-C. Voicu, Design, numerical simulation and experimental investigation of an SU-8 microgripper based on the cascaded V-shaped electrothermal actuators, Journal of Physics: Conference Series (JPCS) vol. 757 nr. 1, 2016, 012015

- R-C. Voicu, M. Pustan, R. Gavrila, C. Barleanu, R. Muller, Nanomechanical characterization and thermal investigations of SU-8 biocompatible polymer used for MEMS microgrippers fabrication, Book of abstracts 11th International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials (NANOSMAT2016)

- R-C. Voicu, C. Tibeica, R. Müller, A. Dinescu, M. Pustan, C. Birleanu, Design, Simulation and Testing of Polymeric Microgrippers with V-shaped Electrothermal Actuators and Encapsulated Heaters, Proc. of IEEE International Semiconductor Conference CAS 2016