Automatisierung im MEMS Entwurf

Diese Arbeit verfolgt einen neuen Ansatz bei der Modellierung der Mikromechanik in Systemen der Mikrosystemtechnik: Die Modellierung geschieht auf der Grundlage eines Baukastens von Modellen für Basis-Effekte. Die Modellgleichungen der Effekte basieren auf analytischen Gleichungen, die wenig Rechenzeit benötigen und die somit für Systemsimulationen bestens geeignet sind. Die Modelle wurden in der analogen Hardwarebeschreibungssprache VHDL-AMS (IEEE 1076.1) implementiert, die eine Co-Simulation von Elektronik und Mechanik in Schaltungssimulatoren unterstützt. Ein Layoutgenerator erstellt dabei das Layout der siliziumbasierten mikromechanischen Strukturen. Ein Synthesewerkzeug mit integrierter Anwenderoberfläche stellt auf Basis funktionaler Größen die erforderlichen Daten für die kohärente Layoutgeneration und Modellbildung zur Verfügung. Dies unterstützt den Entwurf von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) nach dem Top-Down-Verfahren. Die Methode wird anhand mikromechanischer Demonstratoren veranschaulicht: einem Drucksensorsystem, einem Gyroskopen, einem Beschleunigungssensor und einem Mikrospiegelsystem.

Autorentext

Lars M. Voßkämper, Dr.-Ing.: Studium der Elektrotechnik an der Gerhard Mercator Universität Duisburg. Promotionsstudium am Fachgebiet Elektronische Bauelemente und Schaltungen der Gerhard Mercator Universität, c/o Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme. Entwicklungsleiter bei der Dolphin Integration GmbH.

Klappentext
Diese Arbeit verfolgt einen neuen Ansatz bei der Modellierung der Mi­kro­mechanik in Systemen der Mikrosystemtechnik: Die Modellierung ge­schieht auf der Grundlage eines Baukastens von Modellen für Basis-Ef­fekte. Die Modellgleichungen der Effekte basieren auf analytischen Glei­chungen, die wenig Rechenzeit benötigen und die somit für Sys­tem­simulationen bestens geeignet sind. Die Modelle wurden in der ana­logen Hardwarebeschreibungssprache VHDL-AMS (IEEE 1076.1) im­ple­mentiert, die eine Co-Simulation von Elektronik und Mechanik in Schaltungssimulatoren unterstützt. Ein Layoutgenerator erstellt dabei das Layout der siliziumbasierten mikromechanischen Strukturen. Ein Syn­thesewerkzeug mit integrierter Anwenderoberfläche stellt auf Basis funktionaler Größen die erforderlichen Daten für die kohärente Lay­out­generation und Modellbildung zur Verfügung. Dies unterstützt den Entwurf von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) nach dem Top-Down-Verfahren. Die Methode wird anhand mikromechanischer Demonstratoren veranschaulicht: einem Drucksensorsystem, einem Gyro­skopen, einem Beschleunigungssensor und einem Mikro­spie­gel­system.