Triax-anturielementin prosessikontrollin parantaminen sahauksessa

Abstract

Insinöörityö on tehty toimeksiantona Murata Electronics Oy:lle, joka erikoistuu mikroelektromekaanisten (MEMS) kiihtyvyys-, kallistus- sekä kulmanopeusantureiden valmistamiseen sekä suunnitteluun. Työn tavoitteena oli tutkia, voiko Murata Electronicsin tuotteen Triax-anturielementin prosessikontrollia parantaa uudella mittauksella sahauksessa.

Insinöörityö rajattiin koskemaan pelkästään Triax-anturielementtiä sen hyvin suuren tuotantovolyymin takia. Työn teoriaosuudessa käsitellään anturielementtien rakennetta ja toimintaperiaatteita, Triax-anturielementtiä sekä työn kannalta tärkeimpiä prosesseja: sahausta ja höyrystystä. Työn käytännön osuudessa keskitytään mittalaitteilta saadun datan tulkitsemiseen.

Työtä varten luotiin mittalaitteelle uusi ohjelma, jolla mitattiin anturielementiltä kahta sahauskulmaa entisen yhden sijaan. Sahauksen jälkeen anturielementit siirtyvät höyrystykseen, jossa anturielementit erotetaan toisistaan ja niiden pinnalle höyrystetään alumiini- tai kultapinnoite. Jokaisen anturielementin höyrystetty metallipinnoite tarkastetaan.

Tässä työssä verrattiin sahauskulmia höyrystyspinnoituksen tuloksiin sekä höyrystyksen hylkykoodeihin. Tuloksista tutkittiin, löytyykö anturielementeiltä enemmän vinoja pinnoitteita sekä murtumaa, jos uusi mittaus sahauksessa on antanut 90 asteesta paljon poikkeavan kulman suuruuden. Mittaustuloksia kerättiin sahauksesta kattavasti ja johtopäätösten tekemiseen valittiin tulokset kahden viikon mittaiselta aikajaksolta.

Tuloksista kävi ilmi, että Triax-anturielementin pitkän sivun kulma ei vaikuta kovin paljoa myöhempien prosessien saantoon. Tutkimuksessa löydettiin korrelaatio pitkän sivun kulman suuruuden ja suurempien hylkymäärien välillä, mutta hylkymäärät kasvavat niin minimaalisesti, ettei uusi mittaus anna juuri ollenkaan uutta tietoa prosessista.

This thesis was commissioned by Murata Electronics Oy. Murata is well-known for its micro-electro-mechanical sensors and for the work they do to develop them even further. The purpose of this study was to determine if it was possible to improve process control on the Triax sensor element in the work phase dicing.

In order to study the efficiency of process control, a new measurement was created for the Triax sensor element. In this new measurement, a new angle was measured from both ends of the sensor element after dicing processes. After this, the sensor elements go through evaporation where a metallic surface is evaporated on one side of the sensor element, and the other side of the sensor element is visually checked for fractures. The metallic surface can be aluminum or gold. The placement of this surface will be later checked by automatic visual inspection.

In this thesis the results from dicing were compared with the results from evaporation and automatic visual inspection. The purpose was to survey if a significant change in the angle of the sensor element would increase the amount of defects in the processes after dicing. The data that was used in this thesis was from a time period of two weeks. This data was used for making the conclusions of this thesis.

The thesis was limited to study the Triax sensor element because it is one of the most produced products at Murata Electronics Oy. The theory part of this thesis addresses the structure of sensor elements and the processes of dicing and evaporation. The applied part of this thesis includes the results from the measuring devices and the interpretation of the results.

Correlation between the larger change in the angle of the Triax sensor element and the amount of defects was found in this study. Nevertheless the results were not significant, and it was recommended that the new measurement for the Triax sensor element would not be continued.