viernes, 19 de noviembre de 2010

FW: ALGUNAS IMAGENES DE MEMS Y crecimiento considerable en el consumo, automoción, y Sectores Industriales




ALGUNAS IMAGENES DE MEMS Y crecimiento considerable en el consumo, automoción, y Sectores Industriales

MICROFONO MEMS DIGITAL

ESQUEMATICO DEL PRIMER



PRIMER PROCESO DE LA SANDIA MEMS

El campo de los sistemas microelectromecánicos (MEMS) ha crecido exponencialmente desde su creación hace cuatro décadas. La tecnología MEMS ha ido evolucionando con gran variedad de aplicaciones de usuario final a través de diversos segmentos-.
 
Nombre: Yenny medina
Materia: circuito de alta frecuente
 

FW: Microelectromechanical Systems, MEMS


 

Microelectromechanical Systems, MEMS

Se refieren a la tecnología electromecánica, micrométrica y sus productos, y a escalas relativamente más pequeñas (escala nanométrica) se fusionan en sistemas nanoelectromecánicos (Nanoelectromechanical Systems, NEMS) y Nanotecnología. MEMS también se denominan 'Micro Máquinas' (en Japón) o 'Tecnología de Micro Sistemas' - MST (en Europa). Los MEMS son independientes y distintos de la hipotética visión de la nanotecnología molecular o Electrónica Molecular. MEMS en general varían en tamaño desde un micrómetro (una millonésima parte de un metro) a un milímetro (milésima parte de un metro). En este nivel de escala de tamaño, las construcciones de la física clásica no son siempre ciertas. Debido a la gran superficie en relación al volumen de los MEMS, los efectos de superficie como electrostática y viscosidad dominan los efectos de volumen tales como la inercia o masa térmica. El análisis de elementos finitos es una parte importante del diseño de MEMS. La tecnología de sensores ha hecho progresos significativos debido a los MEMS. La complejidad y el rendimiento avanzado de los sensores MEMS ha ido evolucionando con las diferentes generaciones de sensores MEMS.
El potencial de las máquinas muy pequeñas fue apreciado mucho antes de que existiera la tecnología que pudiera construirlas - véase, por ejemplo, la famosa lectura de 1959 de Feynman "Hay mucho espacio en lo pequeño". Los MEMS se convirtieron en prácticos una vez que pudieran ser fabricados utilizando modificación de tecnologías de fabricación de semiconductores, normalmente utilizadas en electrónica. Estos incluyen moldeo y galvanoplastia, grabado húmedo (KOH, TMAH) y grabado en seco (RIE y DRIE), el mecanizado por electro descarga (EDM), y otras tecnologías capaces de fabricar dispositivos muy pequeños.
Existen diferentes tamaños de empresas con importantes programas MEMS. Las empresas más grandes se especializan en la fabricación de componentes de bajo costo alto volumen o paquetes de soluciones para los mercados finales como el automotriz, biomedicina, y electrónica. El éxito de las pequeñas empresas es ofrecer valor en soluciones innovadoras y absorber el costo de fabricación con altos márgenes de ventas.Tanto las grandes como las pequeñas empresas realizan trabajos de I + D para explorar la tecnología MEMS.
Uno de los mayores problemas de los MEMS autónomos es la ausencia de micro fuentes de energía con alta densidad de corriente, poder y capacidad eléctrica.

MEMS descripción

Los avances en el campo de los semiconductores están dando lugar a circuitos integrados con características tridimensionales e incluso con piezas móviles. Estos dispositivos, llamados Sistemas Micro electromecánicos (MEMS), pueden resolver muchos problemas que un microprocesador más el software o configuración no ASIC (Chip integrados de aplicación específica) no pueden. La tecnología MEMS puede aplicarse utilizando un sin número de diferentes materiales y técnicas de fabricación; la elección dependerá del tipo de dispositivo que se está creando y el sector comercial en el que tiene que operar.

Silicio
El silicio es el material utilizado para crear la mayoría de los circuitos integrados utilizados en la electrónica de consumo en el mundo moderno. Las economías de escala, facilidad de obtención y el bajo costo de los materiales de alta calidad y la capacidad para incorporar la funcionalidad electrónica hacen al silicio atractivo para una amplia variedad de aplicaciones de MEMS. El silicio también tiene ventajas significativas que han surgido a través de sus propiedades físicas. En la forma mono cristalina, el silicio es un material Hookeano (cumple la ley de Hooke) casi perfecto, lo que significa que cuando está en flexión prácticamente no hay histéresis y, por lo tanto, casi no hay disipación de energía. Así como para hacer movimientos altamente repetibles, esto hace también que el silicio sea muy fiable, ya que sufre muy pequeña fatiga y puede tener una duración de vida de servicio en el rango de billones o trillones de ciclos sin romper. Las técnicas básicas para la producción de todos los dispositivos MEMS basados en silicio son la deposición de capas de material, produciendo un patrón en estas capas por fotolitografía y luego grabando para producir las formas necesarias.

Polímeros
A pesar de que la industria de la electrónica proporciona una economía de escala para la industria del silicio, el silicio cristalino es todavía un material complejo y relativamente costoso de producir. Los polímeros por el contrario se pueden producir en grandes volúmenes, con una gran variedad de características materiales. Los dispositivos MEMS puede hacerse de polímeros, por los procesos de moldeo por inyección, estampado o estéreo litografía y son especialmente adecuados para aplicaciones micro fluídicas tales como los cartuchos desechables para análisis de sangre.

 Metales
Los metales también se puede usar para crear elementos MEMS. Aunque los metales no tienen algunas de las ventajas mostradas por el silicio en términos de propiedades mecánicas, cuando son utilizan dentro de sus limitaciones, los metales pueden presentar grados muy altos de fiabilidad.
Los metales pueden ser depositados por galvanoplastia, por evaporación, y mediante procesos de pulverización.
Los metales comúnmente utilizados incluyen al oro, níquel, aluminio, cromo, titanio, tungsteno, plata y platino.
 
Nombre: yenny medina
c.I 19847659
Materia: circuitos de lata frecuencia
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http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_microelectromec%C3%A1nicos

FW: PROCESOS MEMS ma


 


PROCESOS MEMS

Procesos de Deposición

Uno de los elementos básicos en el procesamiento de MEMS es la capacidad de depósito de películas delgadas de materiales. En este texto asumimos que una fina película puede tener un espesor de entre unos pocos nanómetros a unos 100 micrómetros. Los procesos de deposición de uso común son: Electroenchapado (Electroplating), Deposición pulverizada (Sputter deposition), la deposición física de vapor (PVD) y deposición química de vapor (CVD).

Fotolitografía

Litografía en el contexto MEMS es, por lo general la transferencia de un patrón a un material fotosensible por exposición selectiva a una fuente de radiación, como la luz. Un material fotosensible es un material que experimenta un cambio en sus propiedades físicas cuando es expuesto a una fuente de radiación. Si nosotros exponemos selectivamente un material fotosensible a la radiación (por ejemplo, mediante el enmascaramiento de algo de la radiación) el patrón de la radiación sobre el material es transferido al material expuesto, resultando en que las propiedades de las regiones expuestas y no expuestas difieren.

Esta región expuesta puede luego ser removida o tratada proveyendo una máscara para el sustrato subyacente. La Fotolitografía es típicamente usada con metal u otra deposición de película delgada, en procesos de grabado secos o mojados.

Procesos de grabado

Hay dos categorías básicas de procesos de grabado: grabado mojado y seco. En el primer caso, el material se disuelve cuando se sumerge en una solución química. En el último, el material se pulveriza o disuelve utilizando vapor iones reactivos o un grabado de fase vapor. Véase Williams y Muller [1] o Kovacs, Maluf y Peterson [2] para un poco de visión de conjunto de las tecnologías de grabado MEMS.

Grabado húmedo o mojado

El grabado por mojado químico consiste en una remoción selectiva de material por inmersión de un sustrato dentro de una solución que la pueda disolver.

Debido a la naturaleza química de este proceso de grabado, usualmente una buena selectividad puede ser obtenida, lo cual significa que la tasa de grabado del material a grabar es considerablemente más alta que la del material de la máscara si se selecciona cuidadosamente.

Algunos materiales mono cristalinos, como el silicio, tendrán diferentes tasas de grabados dependiendo en la orientación cristalográfica del sustrato. Esto se conoce como grabado anisotrópico y uno de los ejemplos más comunes es el grabado del silicio en KOH (hidróxido de potasio), donde los planos<111> del Silicio se graban aproximadamente 100 veces más lento que otros planos (orientaciones cristalográficas). Por lo tanto, grabando un agujero rectangular en un (100)- una oblea de silicio resulta en en un grabado de ranuras en forma de pirámide con paredes en ángulo de 54.7°, en lugar de un agujero con paredes curvas como podría ser el caso del grabado isotrópico, donde los procesos de grabado progresan a la misma velocidad en todas las direcciones. Agujeros largos y estrechos en una máscara producirán surcos en el silicio. La superficie de estas ranuras puede ser automáticamente suavizadas si el grabado se lleva a cabo correctamente, con las dimensiones y los ángulos siendo extremadamente precisos.

El grabado Electroquímico (CEPE) para una remoción selectiva del dopante del silicio es un método común para automatizar y controlar selectivamente el grabado. Se requiere un diodo de juntura p-n activo, y cualquier tipo de dopante puede actuar como material resistente al grabado ("detención del grabado").

El Boro es el dopante más común de detención del grabado. En combinación con el grabado mojado anisotrópico como se ha descrito anteriormente, el ECE se ha utilizado con éxito para el control del espesor del diafragma de silicio en sensores de presión piezo-resistivos de silicio. Las regiones selectivamente
dopadas pueden ser creadas tanto por implantación, difusión, o

Grabado por iones reactivos (RIE)

En el grabado por iones reactivos (RIE), el sustrato se coloca dentro de un reactor en el que se introducen varios gases. El plasma es pulsado en la mezcla de gases utilizando una fuente de energía de RF, rompiendo las moléculas del gas en iones. Los iones son acelerados y reaccionan con la superficie del material siendo grabado, formando otro material gaseoso. Esto se conoce como la parte química del grabado por iones reactivos. También hay una parte física que es de naturaleza similar al proceso de deposición por pulverización. Si los iones poseen energía suficientemente alta, pueden impactar a los átomos fuera del material a ser grabado sin una reacción química. Es una tarea muy compleja desarrollar procesos de grabado en seco que equilibren grabado químico y físico, ya que hay muchos parámetros a ajustar. Al cambiar el equilibrio es posible influir en la anisotropía del grabado, ya que la parte química es isotrópica y la parte física altamente anisotrópica, la combinación puede formar paredes laterales, que tienen formas desde redondeadas a verticales.

Grabado profundo de iones reactivos (DRIE)

Una subclase de la RIE, que continúa creciendo rápidamente en popularidad es la RIE profunda (DRIE). En este proceso, las profundidades de grabado de cientos de micrómetros pueden ser alcanzados con paredes casi verticales. La principal tecnología se basa en el llamado "proceso de Bosch" [3], llamado luego de que la empresa alemana Robert Bosch, presentara la patente original, donde dos composiciones de gases diferentes se alternan en el reactor. Actualmente hay dos variaciones de la DRIE.
La primera modificación consiste en tres pasos (el proceso de Bosch, tal como se utiliza en la herramienta UNAXIS), mientras que la segunda variación sólo consiste en dos pasos (ASE utilizado en la herramienta de STB). En la 1 ª Modificación, el ciclo de grabado es el siguiente: (i) SF6 grabado isotrópico; (ii) C4F8 pasivación; (iii) SF6 grabado anisoptrópico para limpieza de suelo. En la 2 ª variación, los pasos (i) y (iii) se combinan.
Ambas variaciones funcionan de manera similar. El C4F8 crea un polímero sobre la superficie del sustrato, y en el segunda, la composición del gas (SF6 y O2) graba el sustrato. El polímero es inmediatamente pulverizado lejos por la parte física del grabado, pero sólo en las superficies horizontales y no en las paredes laterales. Desde el polímero sólo se disuelve muy lentamente en la parte de la química de grabado, se acumula en las paredes laterales y los protege de grabado. Como resultado de ello, el grabado se pueden alcanzar relaciones de aspecto de 50 a 1. El proceso puede ser utilizado fácilmente para grabar completamente a través de un sustrato de silicio, y las tasas de grabado son 3-4 veces más altas que el grabado mojado.

Grabado por difluorido de Xenon

El difluorido de Xenon (XeF2) es un grabador por fase de vapor seco isotrópica para silicio originalmente aplicada en MEMS en 1995 en la Universidad de California, Los Angeles [4] [5]. Originalmente usada para la liberdarión de estructuras de metal y dieléctricas por medio del cortado del silicio, XeF2 tiene la ventaja de no tener pegado por viscosidad a diferencia del grabado mojado. Su selectividad de grabado es muy alta, lo que le permite trabajar con fotoresistencia, SiO2, nitruro de silicio, y diversos metales para enmascarar. Su reacción al silicio es "libre de plasma", es puramente químico y espontáneo y a menudo es operado en modo pulsado. Se encuentran disponibles modelos de la acción del grabado están disponibles[6], y laboratorios universitarios y diversas herramientas comerciales ofrecen soluciones utilizando este enfoque.
 
Nombre: yenny medina
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Materia: circuitos de lata frecuencia
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FW: Paradigmas de los MEMS de Silicio




Paradigmas de los MEMS de Silicio

Micromaquinado volumétrico

Micromaquinado volumétrico es el paradigma más antiguo de los MEMS basado en silicio. Todo el grosor de una oblea de silicio se utiliza para la construcción de las micro-estructuras mecánicas. [2] El silicio es mecanizado utilizando diversos procesos de grabado. La unión anódica de placas de vidrio u obleas de silicio adicionales se utilizan para añadir características tridimensionales y para encapsulación hermética. El micromáquinado volumétrico ha sido esencial para que los sensores de presión de alto rendimiento y acelerómetros que han cambiado la forma de la industria de los sensores en los 80's y 90's.

Micromáquinado superficial

El micromáquinado superficial utiliza deposición de capas sobre la superficie de un sustrato como material estructural, en lugar de utilizar el sustrato mismo. [7] El micromaquinado superficial se creó a fines de los 80 para hacer el micromáquinado de silicio más compatibles con la tecnología de circuito integrado plano, con el objetivo de la combinación de MEMS y circuitos integrados en la misma oblea de silicio. El concepto original del micromaquinado superficial se basa en delgadas capas de silicio policristalino modelado como estructuras mecánicas móviles y expuestas por grabado de sacrificio de las subcapas de óxido. Electrodos en peine interdigital son utilizados para producir fuerzas en plano y detectar movimientos en plano de forma capacitiva. Este paradigma MEMS ha permitido a la manufactura de acelerometros de bajo costo, por ejemplo sistemas de Bolsas de aire para automóviles (Air-bags) y otras aplicaciones donde bajos rendimientos y/o altos rangos de "g" son suficientes.

Mecanismos Analógicos han sido pioneros en la industrialización del micromaquinado superficial y han realizado la co-integración de los MEMS y los circuitos integrados.

Micromaquinado de Alta relación de aspecto (HAR)

Ambos micromaquinados volumétrico y superficial son todavía usados en la producción industrial de los sensores, las boquillas de chorro de tinta y otros dispositivos. Pero, en muchos casos, la distinción entre estos dos ha disminuido.

La nueva tecnología de grabado, el grabado profundo por iones reactivos ha hecho posible combinar el buen desempeño típico del micromaquinado volumetrico con estructuras en peine y operaciones en plano típicas de micromaquinado superficial. Si bien es común en el micromaquinado superficial tener espesores de capa estructurales en el rango de 2 μm, en el micromaquinado HAR el espesor es de 10 a 100 μm. Los materiales comúnmente utilizados en el micromaquinado HAR son silicio policristalino denso, conocido como epi-poly, y las obleas pegadas de silicio-sobre-aislante (SOI), si bien los procesos para las obleas de silicio volumetricas también han sido creadas (SCREAM). Pegando una segunda oblea mediante fritura de vidrio, la unión anódica o unión de aleación se utiliza para proteger las estructuras MEMS. Los circuitos integrados están normalmente no combinados con el micromaquinado HAR. El consenso de la industria en este momento parece ser que la flexibilidad y la reducción en complejidad obtenidos teniendo las dos funciones separadas parece pesar más que la pequeña penalidad en el envasado.
 
Nombre: yenny medina
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Materia: circuitos de alta frecuencia
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FW: APLICACIONES E INVESTIGACION


 


APLICACIONES E INVESTIGACION

Aplicaciones comunes incluyen:
• Impresoras de inyección de tinta, que utilizan piezoeléctricos o burbuja térmica de eyección para depositar la tinta sobre el papel.
• Acelerómetros en los automóviles modernos para un gran número de finalidades, entre ellas el despliegue de colchón de aire (airbag) en las colisiones.
• Acelerómetros en dispositivos de electrónica de consumo, tales como controladores de juegos (Nintendo Wii), reproductores multimedia personales y teléfonos móviles (Apple iPhone) [8] y una serie de Cámaras Digitales (varios modelos Canon Digital IXUS). También se usa en ordenadores para estacionar el cabezal del disco duro cuando es detectada una caída libre, para evitar daños y pérdida de datos.
• Giroscopios MEMS modernos utilizados en automóviles y otras aplicaciones de orientación para detectar, por ejemplo, un rolido y desplegar una cortina air-bag más o activar el control dinámico de estabilidad.
• Sensores de presión de Silicio, por ejemplo, en sensores de presión de neumáticos de automóviles, y en sensores de presión arterial desechables.
• Pantallas por ejemplo, el chip DMD en un proyector basado en la tecnología DLP posee en su superficie varios cientos de miles de microespejos.
• Tecnología de conmutación de fibra óptica que se utiliza para tecnología de conmutación y alineación para comunicaciones de datos.
• Aplicaciones Bio-MEMS aplicaciones en medicina y tecnologías relacionadas con la salud desde Lab-On-Chip (laboratorios en un chip) a Análisis Micro Total (biosensores, sensores químicos) para MicroTotalAnalysis (biosensor, chemosensor).
• Aplicaciones IMOD en la electrónica de consumo (sobre todo pantallas en los dispositivos móviles). Se utiliza para crear tecnología pantalla de modulación interferométrica - reflexiva.
• El Adams Golf DiXX Digital Instrucción Putter usa MEMS, concretamente un microsistema de navegación inercial para analizar los factores del movimiento del swing, incluyendo el camino, el tiempo, la velocidad y los niveles de vibración de la mano.
• Microscopia de fuerza atómica o AFM: Los sensores de fuerza (micropalancas) usados en AFM son en sí sistemas microelectromecánicos producidos con técnicas de microfabricación. Con estos pueden obtenerse medidas de fuerzas en el rango de pN (piconewton) a nN (nanonewton), así como levantar topografías de superficies a escala atómica.
Investigación y Desarrollos MEMS
Los investigadores en MEMS utilizan diversas herramientas de software de ingeniería para llevar un diseño desde el concepto a la simulación, prototipado y ensayos. El análisis por elementos finitos (Finite element methods, FEM) es una parte importante en el diseño de los MEMS. Simulación dinámica, del calor, y eléctrica, entre otras, pueden ser realizadas por ANSYS y COMSOL, así como por COVENTOR. Otro software, como MEMS-PRO, se utiliza para producir una composición del diseño adecuado para la entrega a la empresa de fabricación.

Una vez que los prototipos están listos, los investigadores pueden probarlos utilizando diversos instrumentos, entre ellos vibrómetros de escaneo doppler láser, microscopios, y estroboscopios.
 
Nombre: yenny medina
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Materia: circuitos de lata frecuencia
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FW: ANTECEDENTES HISTOTICOS DE LOS MEMS


 

From: yenis2112_0@hotmail.com
To: malaguerajg.4356783322@blogger.com
Subject: ANTECEDENTES HISTOTICOS DE LOS MEMS
Date: Fri, 19 Nov 2010 20:05:05 -0400

ANTECEDENTES HISTOTICOS DE LOS MEMS

 La invención del transistor en los Bell Telephone Laboratories en 1947 provocó un crecimiento rápido de la tecnología microelectrónica.  Jack Kilby de Texas Instruments construyó el primer circuito integrado (IC) en 1958 usando germanio (Ge) los dispositivos.  Consistía en un transistor, tres resistencias y un condensador . El IC se llevó a cabo en una franja de Ge que estaba pegada en un portaobjetos de vidrio. Más tarde ese mismo año, Robert Noyce de Fairchild Semiconductor anunció el desarrollo de un plano doble difusa IC del silicio .

 La transición completa de la original transistores de germanio y aleados con uniones crecido al silicio (Si)-planar difundido dispositivos de doble tomó cerca de 10 años.  El éxito de silicio como material electrónico se debió en parte a su amplia disponibilidad de dióxido de silicio (SiO2) (arena), resultando en costes de material potencialmente menor en relación con otros semiconductores .
 Desde 1970, la complejidad de los circuitos integrados se ha duplicado cada dos o tres años. La dimensión mínima de los productos fabricados y VA ha disminuido de 20 micrones a los niveles sub micrones de hoy.  Actual ultra gran escala de integración (ULSI) permite la fabricación de más de 10 millones de transistores y condensadores en un chip típico.  fabricación de CI depende de sensores para proporcionar información del medio ambiente circundante, así como los sistemas de control deben actuadores (también conocidos como transductores) con el fin de llevar a cabo sus funciones deseadas. Debido a la disponibilidad de arena como material, mucho esfuerzo se puso en el desarrollo de procesamiento de silicio y herramientas de caracterización.

  Estas herramientas están siendo utilizadas para hacer avanzar la tecnología del transductor.  de CI La tecnología actual es muy superior a los sensores y actuadores originales en el rendimiento, tamaño y costo.
 La atención en esta área se centró primero en microsensor (es decir, sensor de microfabricated) de desarrollo.  El microsensor en primer lugar, que también ha sido la más exitosa, fue el sensor de presión de silicio.  En 1954 se descubrió que el efecto piezorresistivo de Ge y Si tenía el potencial para producir Ge y Si calibradores de tensión con un factor de galga (es decir, la sensibilidad del instrumento) 10 a 20 veces mayor que los basados en películas de metal.  Como resultado, las galgas de tensión Si comenzó a ser desarrollado comercialmente en 1958.  El gran volumen del sensor de presión primero fue comercializado por National Semiconductor en 1974.  Este sensor incluye un controlador de temperatura para la temperatura de operación constante.  Las mejoras en esta tecnología desde entonces, han incluido la utilización de implantación iónica para mejorar el control de la piezoresistor fabricación.  sensores de presión Si son una industria de mil millones de dólares [2].
 Alrededor de 1982, el término micromecanizado comenzó a utilizarse para designar a la fabricación de piezas de micromecánica (como el sensor de diafragmas de presión o suspensión acelerómetro vigas) para microsensores Si. 

Las piezas de micromecánica fueron fabricados de forma selectiva grabado áreas de Si sustrato de distancia con el fin de dejar atrás la geometría deseada. isotrópico grabado de Si se desarrolló en la década de 1960 para la fabricación de transistores. anisotrópico grabado de Si a continuación, se produjo en 1967.  dejar de técnicas de grabado-Varios fueron desarrollados posteriormente para proporcionar flexibilidad de los procesos más.
 Estas técnicas también constituyen la base de las técnicas de tratamiento de micromecanizado a granel.  Mayor parte micromaquinado designa el momento en que el sustrato de silicio grabada es la mayor distancia a dejar atrás la micromecánica elementos deseados [3].  micromecanizado a granel se ha mantenido una poderosa técnica para la fabricación de elementos de micromecánica.  Sin embargo, la necesidad de flexibilidad en el diseño de dispositivos y la mejora del rendimiento ha motivado el desarrollo de nuevos conceptos y técnicas de microfabricación.
 Entre ellas se encuentra la técnica de la capa de sacrificio, demostró por primera vez en 1965 por Nathanson y Wickstrom [15], en los que una capa de material se deposita entre las capas estructurales de separación mecánica y el aislamiento. 

Esta capa se elimina durante el grabado de pistas de liberación para liberar a las capas estructurales y permitir que los dispositivos mecánicos que se mueven en relación al sustrato.  Una capa puede liberarse cuando una capa de sacrificio lo separa del sustrato.  La aplicación de la técnica de la capa de sacrificio para micromecanizado en 1985 dio lugar a la superficie de microfabricación, en los que principalmente es el sustrato de Si utilizado como soporte mecánico en el que los elementos de micromecánica se fabrican.
 Antes de 1987, estas estructuras micromecánica se limitaron en movimiento. Durante 1987-1988, un punto de inflexión se alcanzó en micromecanizado cuando, por primera vez, las técnicas para la fabricación integral de mecanismos (es decir, cuerpos rígidos conectados por articulaciones de la transmisión, el control, o restringir el movimiento relativo) sobre Si se demostró.  Durante una serie de tres talleres distintos en Microdynamics celebrado en 1987, el término fue acuñado MEMS.  términos equivalentes para los MEMS son microsistemas (preferido en Europa) y micromáquinas (preferido en Japón).
 
Nombre: yenny medina
c.I 19847659
Materia: circuitos de lata frecuencia

FW: TECNOLOGIA DE FABRICACION


 

From: yenis2112_0@hotmail.com
To: malaguerajg.4356783322@blogger.com
Subject: TECNOLOGIA DE FABRICACION
Date: Fri, 19 Nov 2010 20:01:40 -0400

TECNOLOGIA DE FABRICACION

Los tres rasgos característicos de las tecnologías de fabricación de MEMS son la miniaturización, la multiplicidad, y la microelectrónica.  La miniaturización permite la producción, de respuesta rápida dispositivos compactos. 

Multiplicidad se refiere a la fabricación por lotes inherentes en el procesamiento de semiconductores, que permite a miles o millones de componentes a ser fácil y al mismo tiempo fabricado.  Microelectrónica ofrece la inteligencia de MEMS y permite que el monolítico fusión de sensores, actuadores, y la lógica para construir de circuito cerrado de retroalimentación componentes y sistemas.  La miniaturización éxito y la multiplicidad de los sistemas de la electrónica tradicional, no habría sido posible sin la tecnología de fabricación de CI.  Por lo tanto, la fabricación de la tecnología del IC, o de microfabricación, hasta ahora ha sido el que permite la tecnología principal para el desarrollo de MEMS. 

Microfabricación proporciona una poderosa herramienta para el procesamiento por lotes y la miniaturización de los sistemas mecánicos en un dominio de dimensiones no son accesibles por convencionales (mecanizado) técnicas.  Por otra parte, microfabricación proporciona una oportunidad para la integración de sistemas mecánicos con la electrónica para desarrollar rendimiento de circuito cerrado controlado MEMS-alto.
 Los avances en la tecnología del IC en la última década han producido avances correspondientes en los procesos de fabricación de MEMS.  Los procesos de fabricación permite la integración monolítica de las estructuras microelectromecánicos con la conducción, control y procesamiento de señal electrónica. Esta integración se compromete a mejorar el rendimiento de los dispositivos micromecánicos, así como reducir el coste de fabricación, envasado, y la instrumentación de estos dispositivos [7].
 A. IC Fabricación
 Cualquier discusión de MEMS requiere una comprensión básica de la tecnología de fabricación de CI, o de microfabricación, la que permite la tecnología principal para el desarrollo de MEMS.  Los principales pasos en la tecnología de fabricación de CI son crecimiento de la película, el dopaje, la litografía, el grabado, corte en dados, y el embalaje.
 el crecimiento de la película: Por lo general, un pulido de la oblea de Si se utiliza como sustrato, en la que creció la película es una delgada.  La película, que puede ser epitaxial de silicio, SiO2, nitruro de silicio (Si3N4), Si policristalino (polisilicio), o de metal, se utiliza para construir los componentes activos o pasivos y las interconexiones entre los circuitos.
 Dopaje: Para modular las propiedades de la capa de dispositivo, y controlable bajo nivel de una impureza atómica se puede introducir en la capa de difusión térmica o implantación de iones.
 Litografía: Un patrón de una máscara se transfiere a la película por medio de un fotosensibles, es decir, sensible a la luz), químicos (conocidos como fotosensible.  El proceso de generación de patrones y la transferencia se llama fotolitografía.  Una máscara típica consiste en una placa de vidrio cubierta con un patrón de cromo (Cr) la película.
 Grabado: El siguiente es la eliminación selectiva de las regiones no deseadas de una película o sustrato sobre el trazado de patrones.  ataque químico húmedo o grabado en seco puede ser utilizado.  -Máscara de materiales Etch se utilizan en las distintas etapas en el proceso de eliminación para evitar selectivamente aquellas partes del material de ser grabado.  Estos materiales incluyen SiO2, Si3N4, y con dificultades al horno fotosensible.
 Dados: La oblea terminado es cortado a máquina o en pequeños cuadrados o dados, de la que los componentes electrónicos se pueden hacer.
 Embalaje: En las secciones individuales son embalados luego, un proceso que implica la ubicación física, la conexión, y la protección de un dispositivo o componente.  diseño de MEMS está fuertemente ligada a los requisitos de embalaje, que a su vez son dictadas por el entorno de aplicación.
 B. Micromaquinado granel y la vinculación de la oblea
 micromecanizado a granel es una extensión de la tecnología del IC para la fabricación de estructuras 3D.  Mayor parte micromaquinado de Si utiliza y subhúmedas secas, las técnicas de grabado húmedo, en relación con las máscaras de etch y deja de grabar para esculpir dispositivos micromecánicos del substrato del silicio.  Las dos capacidades claves que hacen a granel micromecanizado una tecnología viable son:
 1) etchants anisotrópico de silicio, como el etileno-diamina y pyrocatechol (EDP), hidróxido de potasio (KOH), y la hidracina (N2H4).  Estos solo cristal preferentemente etch Si a lo largo de determinado planos del cristal.
 2) Etch máscaras y dejar de técnicas de grabado que se puede utilizar con grabadores Si anisotrópico para evitar selectivamente regiones de Si de ser grabado.  etch máscaras Buenas son proporcionados por SiO2 y Si3N4, y algunas películas delgadas metálicas tales como Cr y Au (oro).
 Un inconveniente de grabado anisotrópico mojado es que la geometría de la microestructura se define por la estructura cristalina interna del sustrato.  En consecuencia, la fabricación de múltiples e interconectadas estructuras micromecánica de la geometría de forma libre es a menudo difícil o imposible.  Dos técnicas de procesamiento adicionales han ampliado el rango de mayor tecnología de microfabricación tradicionales: en el fondo grabado anisotrópico en seco y la vinculación de la oblea.  gas de plasma reactiva puede realizar profundas de grabado en seco anisotrópico de obleas de silicio, hasta una profundidad de unos cientos de micras, mientras que mantiene sin problemas los perfiles laterales verticales.  La otra tecnología, la vinculación de la oblea, los permisos de un substrato del silicio que se adhiere a otro sustrato, normalmente silicio o de cristal.  Usados en combinación, el grabado anisotrópico y técnicas de unión de la oblea puede construir 3D complejas microestructuras como microvalves y microbombas [3].
 C. Micromaquinado superficie
 Micromecanizado de superficie permite la fabricación de varios componentes complejas estructuras integradas de micromecánica que no sería posible con la mayor parte micromaquinado tradicionales.  Esta técnica envuelve específica partes estructurales de un dispositivo en capas de un material de sacrificio durante el proceso de fabricación.  La oblea sustrato se utiliza principalmente como soporte mecánico en el que múltiples capas alternas de material estructural y de sacrificio se depositan y modelado para darse cuenta de las estructuras micromecánica.  El material de sacrificio entonces se disuelve en un grabador de químicos que no ataca las partes estructurales.  La superficie micromecanizado técnica ampliamente utilizada, la mayoría de la superficie de micromecanizado de polisilicio, SiO2 utiliza como material de sacrificio y de polisilicio como material estructural.
 En la Universidad de Wisconsin en Madison, la superficie de polisilicio de investigación micromecanizado comenzó en la década de 1980, en un esfuerzo para crear precisión micro sensores de presión alta.  El control de las tensiones internas de una película delgada es importante para la fabricación de estructuras microelectromecánicos.  La industria de fabricación microelectrónica normalmente crece de polisilicio, nitruro de silicio y dióxido de películas de silicio usando recetas que minimizar el tiempo.  Por desgracia, un proceso de deposición que está optimizada para la velocidad no siempre crean una película interna de baja tensión.  De hecho, la mayoría de estas películas tienen tensiones internas que son muy compresión (que tiende a contrato).  Una placa independiente de polisilicio de alta compresión que se celebra en todos sus bordes torcerán (es decir, el colapso o ceder el paso).  Esto es altamente indeseable.  La solución es modificar el proceso de deposición de la película para controlar la tensión interna por lo que lo convierte sin estrés o un poco de tracción .
 Una forma de hacerlo es a la droga de la película con el boro, el fósforo o el arsénico.  Sin embargo, una película de polisilicio dopado es conductor, y esta propiedad puede interferir con los dispositivos mecánicos incorporados electrónica.  Otro problema con polisilicio dopado es que es áspera por el ácido fluorhídrico (HF), que se utiliza habitualmente para las secciones libres de la mecánica del dispositivo final del substrato.  polisilicio en bruto tiene diferentes propiedades mecánicas de polisilicio suave. Por lo tanto, de la rugosidad debe ser la cantidad que se tome en cuenta en el diseño de las piezas mecánicas del dispositivo micro.
 Una mejor manera de controlar el estrés en el polisilicio es a través de mensaje de recocido , que consiste en la deposición de puro, de grano fino, a la compresión (es decir, se puede comprimir) polisilicio.  Recocido el polisilicio después de la deposición a temperaturas elevadas puede cambiar la película que se libre de estrés o tensión. La temperatura de recocido establece la final del estrés película.  Después de esto, la electrónica puede ser incorporada en las películas de polisilicio a través de dopaje selectivo, y el ácido fluorhídrico no va a cambiar las propiedades mecánicas del material [16].
 Deposición de la temperatura y la película de silicio de nitruro de relación puede controlar el estrés de un nitruro de silicio (Si3N4) la película.  Las películas pueden ser depositados en la compresión, libre de estrés o de tensión [6].
 temperatura de deposición y posterior recocido puede controlar de dióxido de silicio (SiO2), tensión de la película.  Debido a que es difícil controlar el estrés de SiO2 con precisión, SiO2 no suele ser utilizado como material mecánico por sí mismo, sino como el aislamiento electrónico o como una capa de sacrificio en polisilicio.
 D. Micromolding
 En el proceso micromolding, microestructuras son fabricadas con moldes para definir la deposición de la capa estructural.  El material estructural se deposita sólo en aquellos ámbitos que constituyen la estructura microdispositivo, en contraste con la superficie y micromecanizado a granel, que cuentan con depósito general del material estructural seguida de grabado para realizar la geometría del dispositivo final.  Después de la deposición de capas estructurales, el molde se disuelve en un grabador químicos que no ataca el material estructural.  Uno de los micromolding procesos más prominente es el proceso LIGA.  LIGA es un acrónimo alemán de lithographie, galvanoformung, abformung und (litografía, galvanoplastia y fundición). Este proceso puede ser utilizado para la fabricación de alta aspecto 3D relación entre microestructuras en una amplia variedad de materiales, como metales, polímeros , cerámicas y vidrios.  Fotosensibles poliimidas también se utilizan para la siembra en los moldes de fabricación.  El proceso de fotolitografía es similar a la fotolitografía convencional, excepto que poliimida trabaja como negativos resistencia.
 
Nombre: yenny medina
c.I 19847659
Materia: circuitos e alta frecuencia

FW: AIDO presenta en Bruselas un proyecto que permitirá visualizar a pie de obra documentación


 

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Subject: AIDO presenta en Bruselas un proyecto que permitirá visualizar a pie de obra documentación
Date: Fri, 19 Nov 2010 19:58:39 -0400

AIDO presenta en Bruselas un proyecto que permitirá visualizar a pie de obra documentación

VALENCIA, 12 Nov. (EUROPA PRESS) -

   El Instituto Tecnológico de Óptica, Color e Imagen (AIDO) ha presentado en Bruselas el proyecto internacional PicoDiCon, que desarrolla un proyector en miniatura que se conecta a un móvil o PDA para visualizar a pie de obra cualquier documentación en formato de imagen, texto o audiovisual.
 
  El objetivo es diseñar y desarrollar un picoproyector que emplea tecnología láser y MEMs, es decir, al emitir la luz con un láser -y no con una óptica tal y como sucede con otros dispositivos que existen actualmente en el mercado- no es necesario enfocar la imagen porque se refleja directamente en alta resolución y con colores vivos, independientemente de la superficie en la que se proyecte.
    Así, cualquier trabajador del sector de la construcción puede llevar consigo en la palma de su mano el picoproyector y conectarlo en una PDA o un teléfono móvil para visualizar con la mayor nitidez in situ cualquier documentación que necesite en formato de imagen, texto o audiovisual. El proyecto pretende así ofrecer una solución fiable y asequible para dinamizar el día a día de las empresas de la construcción, según ha señalado en un comunicado el instituto.
   AIDO, junto con los otros socios del proyecto PicoDiCon -Eesti Innovatsiooni Instituut, Elgerta Electronics, Epicrystals Oy, Fraunhofer Institut Photonische Mikrosysteme, Hiperscan GMBH y Osauhing Bellust Elektroonika-, se han reunido en la delegación del Consell en Bruselas para presentar esta iniciativa internacional y dar a conocer las oportunidades de participación en iniciativas financiadas por la Unión Europea.
   Este proyecto, cuyo plazo de realización abarca un total de dos años (de 2009 a 2011), está financiado por la convocatoria de investigación en beneficio de las pymes del Séptimo Programa Marco para acciones de investigación, desarrollo tecnológico y demostración para el periodo 2007-2013.
 
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http://www.europapress.es/comunitat-valenciana/noticia-aido-presenta-bruselas-proyecto-permitira-visualizar-pie-obra-documentacion-20101112151422.html

 

http://www.europapress.es/comunitat-valenciana/noticia-aido-presenta-bruselas-proyecto-permitira-visualizar-pie-obra-documentacion-20101112151422.html

FW: Crean robot cápsula para diagnisticar enfermedades se pndrá al mercado en 2011


 

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Date: Fri, 19 Nov 2010 19:55:09 -0400

Crean robot cápsula para diagnisticar enfermedades se pndrá al mercado en 2011

Se espera que un nuevo tipo de "robot cápsula", capaz de recorrer automáticamente el estómago e intestinos humanos para explorar el interior del cuerpo humano y diagnosticar enfermedades, sea puesto en el mercado a principios de 2011. Según reveló la semana pasada el Chongqing Jinshan Science and Technology Group, la compañía ha desarrollado exitosamente el primer "robot cápsula" móvil del mundo. El aparato es diferente de los tradicionales endoscopios que solo se trasladan de manera pasiva con peristalsis estomacal. La cápsula Jinshan PH, que se usa para diagnosticar la enfermedad del reflujo gastroesofágico, tambiñen fue desarrollada con éxito por la compañía, convirtiéndola en una de las únicas dos empresas en el mundo que han creado el aparato.

Wang Jinsha, presidente de la junta directiva del Jinshan Group, dijo que el endoscopio de cápsula tradicional solo puede "recorrer el tracto digestivo de manera pasiva", tras ser dragado, y no funciona a control remoto. El el "robot cápsula", cuyo desarrollo llevó ocho años, es de una tercera parte del tamaño del endoscopio cápsula tradicional, y ha integrado las tecnologías MEMS, comunicaciones y contral automático. El micro robot permite a los doctores examinar el foco de enfermedad desde diferentes ángulos usando el avanzado dispositivo de posesionamiento. De esta manera se puede diagnosticar las enfermedades más precisamente. El robot cápsula se vende a precio de unos 2.000 yuanes por unidad.

La cápsula PH desarrollada por el Grupo Jinshan se pondrá al mercado junto con el "robot cápsula". En comparación de las cápsulas PH desarrolladas por Medtronic Incorporated, una de las primeras 500 empresas del mundo, el aparato Jinshan PH es capaz de vigilar a los pacientes durante 96 horas y su precio es de unos 1.000 yuanes.

La cápsula PH Medtronic solo es capaz de vigilar a los pacientes entre 24 y 48 horas y el gasto por cada examen cuesta 2.000 dólares. Según se calcula, la demanda de la cápsula Jinshan PH en el mercado chino será de 270 millones de yuanes. (Pueblo en Línea)
 
Nombre: yenny medina
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Materia: circuitos de lata frecuencia
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FW: Multi-Nivel, Sistemas planarized polisilicio-on-a-Chip


 

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Date: Fri, 19 Nov 2010 19:52:49 -0400

Multi-Nivel, Sistemas planarized polisilicio-on-a-Chip

 Micromotor

Actuadores micromecánico no he visto el uso de la amplia industria de que los sensores micromecánicos han logrado.  Dos bloques principales obstáculos a su aplicación generalizada ha sido bajo par y la dificultad en las herramientas de acoplamiento a los motores.  Sandia National Laboratories desarrollaron dispositivos que superar estas dificultades.  Nuestra capa de polisilicio proceso de tres micromecanizado 11,12 hecho posible la fabricación de dispositivos con mayor complejidad mucho mayor que la capacidad de las herramientas par de motores.

El proceso de tres capas que incluye tres niveles de muebles de polisilicio, además de una capa estacionaria para un total de cuatro capas de polisilicio.  Las capas de polisilicio están separados entre sí por capas de óxido de sacrificio.  Un total de ocho capas de máscara están involucrados en este proceso.  Una capa adicional de reducción de fricción de nitruro de silicio se coloca entre las capas que forman las superficies de rodamiento.  Todo el sistema es impulsado por la transmisión de señales de unidad que es de 90 ° fuera de fase con uno de los accionadores del peine de unidad.  El engranaje pequeño ha sido operado a velocidades superiores a 300.000 revoluciones por minuto.  La vida operativa de estos pequeños dispositivos pueden exceder 8x10 8 revoluciones.  El engranaje pequeño se muestra la conducción de un mayor tamaño (1,6 mm de diámetro) el arte de 13 en la

 Microtransmission

 Para aumentar el par motor disponible en un disco giratorio, una multi-capa microtransmission se desarrolló. cuenta con juegos de grandes y pequeños engranajes montados en el mismo eje que la malla con otros conjuntos de engranajes para transferir el poder al mismo tiempo proporcionar la multiplicación del esfuerzo de torsión y la reducción de velocidad. 

 Micromirror

 El micromotor en combinación con el microtransmission se puede utilizar para conducir un pop-up espejo, fuera del avión.  Con el aumento de par resultante de esta combinación, el espejo puede ser elevado por el mecanismo, por sí solo - sin manipulación desde el exterior a través de sondas



Nombre: yenny medina
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Materia: circuitos de alta frecuencia
 

FW: ALGUNAS IMAGENES DE MEMS Y crecimiento considerable en el consumo, automoción, y Sectores Industriales


 

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Subject: ALGUNAS IMAGENES DE MEMS Y crecimiento considerable en el consumo, automoción, y Sectores Industriales
Date: Fri, 19 Nov 2010 19:45:09 -0400

ALGUNAS IMAGENES DE MEMS Y crecimiento considerable en el consumo, automoción, y Sectores Industriales

MICROFONO MEMS DIGITAL

ESQUEMATICO DEL PRIMER



PRIMER PROCESO DE LA SANDIA MEMS

El campo de los sistemas microelectromecánicos (MEMS) ha crecido exponencialmente desde su creación hace cuatro décadas. La tecnología MEMS ha ido evolucionando con gran variedad de aplicaciones de usuario final a través de diversos segmentos-.
 
Nombre: Yenny medina
Materia: circuito de alta frecuente
 

domingo, 25 de julio de 2010

Cell and Sector Terminology


Cell and Sector Terminology

With cellular radio we use a simple hexagon to represent a complex object: the geographical area covered by cellular radio antennas. These areas are called cells. Using this shape let us picture the cellular idea, because on a map it only approximates the covered area. Why a hexagon and not a circle to represent cells?



When showing a cellular system we want to depict an area totally covered by radio, without any gaps. Any cellular system will have gaps in coverage, but the hexagonal shape lets us more neatly visualize, in theory, how the system is laid out. Notice how the circles below would leave gaps in our layout. Still, why hexagons and not triangles or rhomboids? Read the text below and we'll come to that discussion in just a bit.



Notice the illustration below. The middle circles represent cell sites. This is where the base station radio equipment and their antennas are located. A cell site gives radio coverage to a cell. Do you understand the difference between these two terms? The cell site is a location or a point, the cell is a wide geographical area. Okay?

Most cells have been split into sectors or individual areas to make them more efficient and to let them to carry more calls. Antennas transmit inward to each cell. That's very important to remember. They cover a portion or a sector of each cell, not the whole thing. Antennas from other cell sites cover the other portions. The covered area, if you look closely, resembles a sort of rhomboid, as you'll see in the diagram after this one. The cell site equipment provides each sector with its own set of channels. In this example, just below , the cell site transmits and receives on three different sets of channels, one for each part or sector of the three cells it covers.


Is this discussion clear or still muddy? skip ahead if you understand cells and sectors or come back if you get hung up on the terms at some later point. For most of us, let's go through this again, this time from another point of view. Mark provides the diagram and makes some key points here:
"Most people see the cell as the blue hexagon, being defined by the tower in the center, with the antennae pointing in the directions indicated by the arrows. In reality, the cell is the red hexagon, with the towers at the corners, as you depict it above and I illustrate it below. The confusion comes from not realizing that a cell is a geographic area, not a point. We use the terms 'cell' (the coverage area) and 'cell site' (the base station location) interchangeably, but they are not the same thing.



Mark goes on to talk about cells and sectors and the kind of antennas needed: "These days most cells are divided into sectors. Typically three but you might see just two or rarely six. Six sectored sites have been touted as a Great Thing by manufacturers such as Hughes and Motorola who want to sell you more equipment. In practice six sectors sites have been more trouble than they're worth. So, typically, you have three antenna per sector or 'face'. You'll have one antenna for the voice transmit channel, one antenna for the set up or control channel, and two antennas to receive. Or you may duplex one of the transmits onto a receive. By sectorising you gain better control of interference issues. That is, you're transmitting in one direction instead of broadcasting all around, like with an omnidirectional antenna, so you can tighten up your frequency re-use"

"This is a large point of confusion with, I think, most RF or radio frequency engineers, so you'll see it written about incorrectly. While at AirTouch, I had the good fortune to work for a few months with a consultant who was retired from Bell Labs. He was one of the engineers who worked on cellular in the 60s and 70s. We had a few discussions on this at AirTouch, and many of the engineers still didn't get it. And, of course, I had access to Dr. Lee frequently during my years there. It doesn't get much more authoritative than the guys who developed the stuff!"
Jim Harless, a regular contributor, recently checked in regarding six sector cells. He agrees with Mark about the early days, that six sector cells in AMPS did not work out. He notes that "At Metawave (link now dead) I've been actively involved in converting some busy CDMA cells to 6-sector using our smart antenna platform. Although our technology is vendor specific, you can't use it with all equipment, it actually works quite well, regardless of the added number of pilots and increase in soft handoffs. In short, six sector simply allows carriers to populate the cell with more channel elements. Also, they are looking for improved cell performance, which we have been able to provide. By the way, I think the reason early CDMA papers had inflated capacity numbers were because they had six sector cells in mind."
Mark says "I don't recall any discussion of anything like that. But Qualcomm knew next to nothing about a commercial mobile radio environment. They had been strictly military contractors. So they had a lot to learn, and I think they made some bad assumptions early on. I think they just underestimated the noise levels that would exist in the real world. I do know for sure that the 'other carrier jammer' problem caught them completely by surprise. That's what we encountered when mobiles would drive next to a competitors site and get knocked off the air. They had to re-design the phone.
Now, what about those hexagon shaped cell sites?
Mark van der Hoek says the answer has to do with frequency planning and vehicle traffic. "After much experimenting and calculating, the Bell team came up with the solution that the honeybee has known about all along -- the hex system. Using 3 sectored sites, major roads could be served by one dominant sector, and a frequency re-use pattern of 7 could be applied that would allow the most efficient re-use of the available channels."

A cell cluster. Note how neatly seven hexagon shaped cells fit together. Try that with a triangle. Clusters of four and twelve are also possible but frequency re-use patterns based on seven are most common.
Mark continues, "Cellular pioneers knew most sites would be in cities using a road system based on a grid. Site arrangement must allow efficient frequency planning. If sites with the same channels are located too closely together, there will be interference. So what configuration of antennas will best serve those city streeets?"
"If we use 4 sectors, with a box shape for cells, we either have all of the antennas pointing along most of the streets, or we have them offset from the streets. Having the borders of the sites or sectors pointing along the streets will cause too many handoffs between cells and sectors -- the signal will vary continously and the mobile will 'ping-pong' from one sector to another. This puts too much load on the system and increases the probablity of dropped calls. The streets need to be served by ONE dominant sector."
Do you understand that? Imagine the dots below are a road. If you have two sectors facing the same way, even if they are some distance apart, you'll have the problems Mark just discussed. You need them to be offset.



Cesar Augusto Suarez
CI 17394384
CAF

Cellular System Components


Cellular System Components

The cellular system offers mobile and portable telephone stations the same service provided fixed stations over conventional wired loops. It has the capacity to serve tens of thousands of subscribers in a major metropolitan area. The cellular communications system consists of the following four major components that work together to provide mobile service to subscribers.
  • public switched telephone network (PSTN)
  • mobile telephone switching office (MTSO)
  • cell site with antenna system
  • mobile subscriber unit (MSU)

PSTN

The PSTN is made up of local networks, the exchange area networks, and the long-haul network that interconnect telephones and other communication devices on a worldwide basis.

Mobile Telephone Switching Office (MTSO)

The MTSO is the central office for mobile switching. It houses the mobile switching center (MSC), field monitoring, and relay stations for switching calls from cell sites to wireline central offices (PSTN). In analog cellular networks, the MSC controls the system operation. The MSC controls calls, tracks billing information, and locates cellular subscribers.

The Cell Site

The term cell site is used to refer to the physical location of radio equipment that provides coverage within a cell. A list of hardware located at a cell site includes power sources, interface equipment, radio frequency transmitters and receivers, and antenna systems.

Mobile Subscriber Units (MSUs)

The mobile subscriber unit consists of a control unit and a transceiver that transmits and receives radio transmissions to and from a cell site. The following three types of MSUs are available:
  • the mobile telephone (typical transmit power is 4.0 watts)
  • the portable (typical transmit power is 0.6 watts)
  • the transportable (typical transmit power is 1.6 watts)
  • The mobile telephone is installed in the trunk of a car, and the handset is installed in a convenient location to the driver. Portable and transportable telephones are hand-held and can be used anywhere. The use of portable and transportable telephones is limited to the charge life of the internal battery.

Digital Systems

As demand for mobile telephone service has increased, service providers found that basic engineering assumptions borrowed from wireline (landline) networks did not hold true in mobile systems. While the average landline phone call lasts at least 10 minutes, mobile calls usually run 90 seconds. Engineers who expected to assign 50 or more mobile phones to the same radio channel found that by doing so they increased the probability that a user would not get dial tone—this is known as call-blocking probability. As a consequence, the early systems quickly became saturated, and the quality of service decreased rapidly. The critical problem was capacity. The general characteristics of time division multiple access (TDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), personal communications service (PCS) 1900, and code division multiple access (CDMA) promise to significantly increase the efficiency of cellular telephone systems to allow a greater number of simultaneous conversations. shows the components of a typical digital cellular system.




The advantages of digital cellular technologies over analog cellular networks include increased capacity and security. Technology options such as TDMA and CDMA offer more channels in the same analog cellular bandwidth and encrypted voice and data. Because of the enormous amount of money that service providers have invested in AMPS hardware and software, providers look for a migration from AMPS to digital analog mobile phone service (DAMPS) by overlaying their existing networks with TDMA architectures.

Time Division Multiple Access (TDMA)

North American digital cellular (NADC) is called DAMPS and TDMA. Because AMPS preceded digital cellular systems, DAMPS uses the same setup protocols as analog AMPS. TDMA has the following characteristics:
  • IS–54 standard specifies traffic on digital voice channels
  • initial implementation triples the calling capacity of AMPS systems
  • capacity improvements of 6 to 15 times that of AMPS are possible
  • many blocks of spectrum in 800 MHz and 1900 MHz are used
  • all transmissions are digital
  • TDMA/FDMA application 7. 3 callers per radio carrier (6 callers on half rate later), providing 3 times the AMPS capacity

TDMA is one of several technologies used in wireless communications. TDMA provides each call with time slots so that several calls can occupy one bandwidth. Each caller is assigned a specific time slot. In some cellular systems, digital packets of information are sent during each time slot and reassembled by the receiving equipment into the original voice components. TDMA uses the same frequency band and channel allocations as AMPS. Like NAMPS, TDMA provides three to six time channels in the same bandwidth as a single AMPS channel. Unlike NAMPS, digital systems have the means to compress the spectrum used to transmit voice information by compressing idle time and redundancy of normal speech. TDMA is the digital standard and has 30-kHz bandwidth. Using digital voice encoders, TDMA is able to use up to six channels in the same bandwidth where AMPS uses one channel.

Extended Time Division Multiple Access (E–TDMA)

The E–TDMA standard claims a capacity of fifteen times that of analog cellular systems. This capacity is achieved by compressing quiet time during conversations. E–TDMA divides the finite number of cellular frequencies into more time slots than TDMA. This allows the system to support more simultaneous cellular calls.

Fixed Wireless Access (FWA)

FWA is a radio-based local exchange service in which telephone service is provided by common carriers (see Figure 9). It is primarily a rural application—that is, it reduces the cost of conventional wireline. FWA extends telephone service to rural areas by replacing a wireline local loop with radio communications. Other labels for wireless access include fixed loop, fixed radio access, wireless telephony, radio loop, fixed wireless, radio access, and Ionica. FWA systems employ TDMA or CDMA access technologies.



Personal Communications Service (PCS)

The future of telecommunications includes PCS. PCS at 1900 MHz (PCS 1900) is the North American implementation of digital cellular system (DCS) 1800 (GSM). Trial networks were operational in the United States by 1993, and in 1994 the Federal Communications Commission (FCC) began spectrum auctions. As of 1995, the FCC auctioned commercial licenses. In the PCS frequency spectrum, the operator's authorized frequency block contains a definite number of channels. The frequency plan assigns specific channels to specific cells, following a reuse pattern that restarts with each nth cell. The uplink and downlink bands are paired mirror images. As with AMPS, a channel number implies one uplink and one downlink frequency (e.g., Channel 512 = 1850.2-MHz uplink paired with 1930.2-MHz downlink).

Code Division Multiple Access (CDMA)

CDMA is a digital air interface standard, claiming 8 to 15 times the capacity of analog. It employs a commercial adaptation of military, spread-spectrum, single-sideband technology. Based on spread spectrum theory, it is essentially the same as wireline service—the primary difference is that access to the local exchange carrier (LEC) is provided via wireless phone. Because users are isolated by code, they can share the same carrier frequency, eliminating the frequency reuse problem encountered in AMPS and DAMPS. Every CDMA cell site can use the same 1.25-MHz band, so with respect to clusters, n = 1. This greatly simplifies frequency planning in a fully CDMA environment.

CDMA is an interference-limited system. Unlike AMPS/TDMA, CDMA has a soft capacity limit; however, each user is a noise source on the shared channel and the noise contributed by users accumulates. This creates a practical limit to how many users a system will sustain. Mobiles that transmit excessive power increase interference to other mobiles. For CDMA, precise power control of mobiles is critical in maximizing the system's capacity and increasing battery life of the mobiles. The goal is to keep each mobile at the absolute minimum power level that is necessary to ensure acceptable service quality. Ideally, the power received at the base station from each mobile should be the same (minimum signal to interference).



Cesar Augusto Suarez
CI 17394384
CAF