Stereolithography as a meso-structure for input force reduction to a capacitive force MEMS sensor
Notice bibliographique
Résumé
This paper focuses on the design and development of a novel MEMS based force sensor for use in a smart electrical switch which can be used to sense forces applied during the disconnection/connection of the switch. Sensed forces will permit the power to the switch to be turned on/off electronically to prevent arcing at 42 Volts, which would otherwise damage the switch electrical contacts. This paper focuses on the design of a packaging cover for the switch incorporated with a meso-structure, for input force reduction, using a Stereolithography fabrication process. This packaging cover will be installed on a standard ceramic pin grid array (PGA) package to which a MEMS force sensor will be wire-bonded. The complete sensor is proposed for use in smart electrical connectors within automobiles. The purpose of the packaging cover is to transform the macroscopic input force imparted by a technician during disconnection or connection of the switch into a grasping action on the sensor. The macroscopic input force is estimated to be 60N at maximum. To prevent potential damage on the MEMS sensor, the cover converts the applied force to a smaller force in the milli-Newton scale. Since the sensor is to be operated under the harsh environment of the automobile, transverse comb-drive capacitors are selected as the force sensing technique. The capacitive MEMS sensor will be fabricated using PolyMUMPs surface micromachining. To ensure linearity, the displacement of the comb drive is limited to 1 &mgr;m for a net capacitance change of 0.013 pF. Principles of strain energy and Castigliano's Theorem are used to model the proposed cover design. It is found that for a 60 N input force, the design is capable of converting that force to a lateral displacement of 30.86 &mgr;m, which is equivalent to a 0.01 N force onto the sensor. Design analysis, and results from Finite Element Method (FEM) simulation of the cover design will be presented in this paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».