Microsistemi, packaging microelettronico, applicazioni...

Atti del Convegno “Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto” Fiera IMPAtec ‘06, Vicenza, 13 ottobre 2006.

Intervento dal titolo

Microsistemi, packaging microelettronico, applicazioni industriali – innovazione dei prodotti con OPTOI

A cura di

Alfredo Maglione

Presidente Optoi Microelectronics

Atti del Convegno “Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto” Fiera IMPAtec ‘06, Vicenza, 13 ottobre 2006.

Presentazione Optoelettronica Italia

Optoelettronica Italia S.r.l. é un’azienda, con sede a Trento, operante nei settori del packaging microelettronico, dei sensori al silicio e della produzione di micro-sistemi. La produzione front-end dell’azienda è fatta in collaborazione con il centro pubblico di ricerca scientifica e tecnologica (ITC-IRST), fondato nel 1976 e situato nelle vicinanze dell’azienda stessa. L’ITC-IRST possiede una linea di produzione completa che permette la realizzazione del wafer integrato partendo dal lingotto di materia prima di silicio. La stretta collaborazione con ITC-IRST è uno dei punti di forza dell’Otpoi, in quanto le permette di seguire attivamente il completo processo produttivo di prodotto. Nei primi anni della sua attività, dal 1995 al 1999, l’Optoi ha realizzato produzioni in serie limitate di sensori progettati e sviluppati seguendo le specifiche dei clienti industriali italiani. Nel 2000, viene avviata la vera e propria produzione industriale affiancata dal marketing internazionale basato sul nuovo nome commerciale dell’azienda, “Optoi Microelectronics”. Da questo momento in poi l’azienda prende piede anche nel mercato estero (Europa, Asia, America) offrendo una linea di produzione di prodotti microelettronici basati su sensori al silicio e microsistemi. La maggiore attività dell’azienda prevede lo sviluppo e la produzione di sensori al silicio, di microsistemi e di circuiti integrati per applicazioni specifiche. L’azienda fornisce inoltre un servizio di packaging microelettronico (COB, CSD; MCM; etc.) e il collaudo finale del prodotto. L’attività attuale consiste nella produzione di sensori ottici, sensori chimici e fisici, assemblaggi di microsistemi miniaturizzati e MEMs. L’80% dell’attività si basa sulla produzione di prodotti specifici richiesti dal cliente, solo il 20% si basa sulla produzione di prodotti standard. L’azienda collabora con università, istituti di ricerca e partner industriali in programmi di R&S. I campi applicativi dei prodotti sono: controlli industriali, sistemi di sicurezza, domotica, automotive e monitoraggio ambientale.

Contatti:

Optoelettronica Italia S.r.l località Spini, 115 38014 Gardolo (TN) Tel: +39-0461-991121 Fax. +39-0461-990164 email: [email protected]

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Microsistemi e

Packaging Microelettronico

Vicenza, 13/10/2006 Convegno “Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto” A. Maglione

Innovazione dei prodotti

e applicazioni industriali

Presentazione

Azienda Optoi

Microsistemi e Innovazione

• Microsistemi

• Sensori in silicio

• Packaging Microelettronico

• Interfacce elettroniche

• Produzioni Custom

• Sviluppi Innovativi

• High Tech e R&D

• Qualità e Professionalità

Prodotti & Servizi Punti di Forza

• Azienda Spin-off

• Microelettronica custom

• Prodotti Innovativi

• Dal Silicio al Dispositivo

Azienda Innovativa

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Evoluzione aziendale

Passi Principali nei primi 10 anni

• 1994 - Idea iniziale di fare uno spin-off, Azienda Microelettronica Innovativa

• 1995 - Fondata società spin-off Optoelettronica Italia srl dalla Divisione Microsistemi dell’istituto ITC-irst

• 1996 - Completati i laboratori, primi sviluppi innovativi e inizio produzione di piccole serie industriali

• 2000 - Progetti e produzioni industriali, inizio mercato estero, marchio internazionale “OPTOI Microelectronics”

• 2004 - Costruzione nuova sede in zona industriale Spini di Gardolo,Certificazione ISO 9001:2000 del Sistema Gestione Qualità

• 2005 - Completata nuova sede Optoi con linea di produzione microelettronica, incremento progetti, produzioni e tecnologie

Background iniziale

• Progettazione e Realizzazione di Microsistemi in Silicio

• Ingegneria dei Materiali

• Esperienza in Applicazioni Industriali

Istituto ITC-irst

Nuova sede Optoi

Linea di produzione Optoi

Azienda “Full Service”

• Progettazione

• Produzione

• Controllo Qualità

• Rete Commerciale

Qualità e Professionalità

• Prodotti Microelettronici

• Servizi Assemblaggio

• Sviluppi Innovativi

• Progetti Ricerca

Produzione e Servizi

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• dispositivi optoelettronici

• sensori per fibre ottiche

• sensori per controllo automotive

• sensori di pressione

• sensori di flusso

• sensori di gas

• microfoni

• bio-microsistemi

• LED ad alta luminosità

• dispositivi aerospaziali

• sensori e sistemi per la domotica

• sonde per la qualità dell’acqua

• celle fotovoltaiche innovative

Produzione, Sviluppi, Ricerca

Produzione

Sviluppi

innovativi

Progetti

di ricerca

Linee di attività

per Applicazioni Innovative

• ITC-irst

• ST Microelectronics

• Hamamatsu Italia

• Datalogic

• CAEN

• Alenia Spazio

• ACCO

• Far System

• Dana

• Giuliani

• Askoll

• Eltra

• Givi

• Honeywell

• iC-Haus

• Osram

• Bosch

• Adcon Telemetry

• Bartec

• FEM Heinl

Italiani Esteri

Clienti e Partner

Rete Commerciale

• Italia (sede)• Germania• Regno Unito• Irlanda• Francia• Belgio• Olanda• Slovacchia

2005 - anno di inizio della rete commerciale estera

Rete commerciale

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• Staff: 23 persone in Optoi (18 dipendenti interni, 2 amministratori, 3 collaboratori), in convenzione con ITC-irst con il supporto di 70 persone nella divisione MIS e MT-Lab

• Fatturato: 1.9 MEuro nel 2006 (+ 30% rispetto a 1,5 MEuro nel 2005)

• Contratti: 90% attività con aziende private (PMI), 10% progetti di ricerca finanziati

• Produzione: oltre 1.000.000 di sensori prodotti nel 2005

• Progetti: oltre 30 progetti e sviluppi innovativi nel 2005

Crescita attività

Optoi turnover

0

200

400

600

800

1000

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1600

1800

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1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

years

KE

uro

Prospettive

• Nuovi filoni tecnologici attivati

Fotovoltaico, Bio-Microsystems, MEMS Sensors, RF-MEMS, Imaging Termico, Mon. Ambientale

• Distretto Tecnologico Trentino - “Energia e Ambiente” - habitech

Optoi è attiva in progetti per Fotovoltaico Innovativo, Domotica, Monitoraggio Ambientale.

• Network Microsistemi

Optoi e ITC-irst in un network di imprese ed enti di ricerca in sinergia sui microsistemi

• Obiettivi Optoi dei prossimi anni:

Staff: > 100 persone

Fatturato: > 10 MEuro

Estero: > 50%

Budget previsionale Optoi 2005 - 2015

0

5000

10000

15000

20000

25000

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Anni

KEuro

+ 30 % + 20 %

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Packaging di Microsistemi

Packaging microelettronicolinea in Optoi

Sensori e Microsistemi

Nuova sede Optoi

Know-How e Tecnologie

TecnologieMateriali

• Semiconduttori

• Compositi

• Polimerici

• Ceramici

• Metallici

• direct die bonding• wire bonding• hermetic welding• encapsulation• oven curing• substrate dicing• die shear test• wire pull up test• on line and final test• microsystesm dicing saw• thick film deposition• SMD assembly line …. upgrading with• flip chip die bonding• microsystems automatic test

Progettazione

• Package Microelettronico

• Microsistemi

• Sensori in Silicio

• Interfacce Elettroniche

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Tecnologie di Packaging

Packaging Package Substrate

• Polimerici: G200 Kapton Teflon

FR4

• Ceramici: Alumina LTCC Glass

• Metallici: Kovar Al-clad

Inox

• COB (Chip On Board)

• CSP (Chip Scale Package)

• MCM (Multi Chip Module)

• Stack 3D (3 Dim. Stacking)

• SMD (Surface Mount Device)

• SiP (System in Package)

Design

• Package Custom

• Package Standard

• Microsistema Custom

Dispositivi Optoelettronici


Applicazioni

• Automazione Industriale, Encoder Ottici Macchine Utensili, Robot Industriali

• Barriere Ottiche di Sicurezza Cancelli, Ascensori, Strade, Aereoporti

• Lettori di Codici a Barre Tracking, Gestione Magazzini

• COB o CSP• SMD

Prodotti

• Fotransistori• Fotodiodi• FotoASIC• LEDs

Encoder Ottico

Fototransistori

Prodotto

Applicazione

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Sensori per Fibre Ottiche

Prodotto

Progetto

FotoASIC

Dispositivo CMOS

Applicazioni

• Trasmissione Dati su Fibra Ottica Reti Ottiche e Automazione Industriale

Prodotti

• FotoASIC• Emettitori LED


• ASIC in SMD o TO package• COB o MCM

BUS ottico indutriale

Applicazione

Sensori per Automotive

Prodotto

Applicazione

Sensore a Riflessione

Macchine Movimento Terra

Applicazioni

• Controlli Automatismi, Assali per Ruote Macchine Movimento Terra

Prodotti

• Sensori ed Emettitori Ottici• Elettronica embedded


• SMD• COB

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Sensori di Pressione

Dispositivo

Componente

Sensori di Pressione in Silicio

Sensori di Pressione in package SMD

Applicazioni

• Controlli Industria del Bianco Circuiti Acqua, Lavatrici,

• Controlli Civili e Industriali Sistemi Idraulici, Sistemi Pneumatici

Prodotti

• Sensori di Pressione in silicio Tecnologia Micromaching (MEMS)


• COB• MCM con ASIC

Sensori di Flusso

Sensore di Flusso

Dispositivo

Package SMD con Pipe

Applicazioni

• Controlli Industria del Bianco Sistemi di Erogazione, Lavatrici

• Controlli Civili e Industriali Sistemi Idraulici, Impianti Ricircolo

Prodotti

• Sensori di Flusso in silicio o quarzo Tecnologia Micromaching (MEMS)

Progetto


• COB• MCM con ASIC

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Microfoni e Sensori di Vibrazioni

Applicazione

Applicazione

Macchine CNC

Videogames, Telefonini

Applicazioni

• Controlli per Vibrazioni Macchine Utensili, CNC, Sistemi Sicurezza

• Microfoni per voce Telefonini, Videocitofoni, Videogames

Prodotti

• Microfoni e Trasduttori di Vibrazioni Tecnologia Micromaching (MEMS)


• MCM con ASIC• SMD

LED ad Alta Luminosità

Dispositivo

Illuminatori a LED

Applicazioni

• Illuminazione Civile Nautica, Camper, Casa, Strade

• Illuminazione Industriale Sistemi per Telecamere

Prodotti

• Sistemi Illuminazione a LED• Interfacce Elettroniche

Sistemi

LED su PCB Tecnologie di Packaging

• COB• SMD

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Bio-Microsistemi

Dispositivi

Substrato per BioMicrosistema

Applicazione

Analisi Biomedica

Applicazioni

• Controlli in Laboratorio Sistemi Miniaturizzati per Analisi

• Settore Medicale e Farmacologico Sistemi per Test in Vitro

Prodotti

• BioMicrosistemi• Array di sensori• Microfluidica


• COB• MCM in Microsistema

Dispositivi MCM per Aerospaziale

Prodotto

Dispositivo MCM + SMD

Applicazione

Satellite Aerospaziale

Applicazioni

• Controlli Elettronici per Aerospaziale Satelliti, Base Spaziale

Prodotti

• Circuiti integrati in Multi Chip Module• Elettronica embedded SMD


• MCM• Stack 3D

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Sensori e Sistemi per Domotica

Dispositivo

Applicazione

Sensore Multiparametrico Wireless

Sistema di Controllo della Casa

Applicazioni

• Controllo Automatico per Case/Edifici Sistemi di Monitoraggio e Sicurezza Sistemi di Ausilio per Alloggi Sociali

• Monitoraggio Gas Inquinanti Controllo Emissione Gas (Protocollo Kyoto)

Prodotti

• Sensori Temperatura, Umidità, Luce• Sensori Gas: CH4, CO, H2 Tecnologia Micromaching (MEMS)


• COB• SMD

Sistema Monitoraggio Qualità dell’Acqua

Dispositivo

Applicazione

Monitoraggio Ambientale

Applicazioni

• Monitoraggio Qualità Ambienti Acquatici Laghi, Fiumi, Mari, Falde

• Controlli Qualità Acque Civili e Industriali Rete Idrica, Impianti Depurazione

Prodotti

• Sonda Multiparametrica Integrata con sensori Temp, pH, cond, red-ox, livello, portata, salinità, torbidità, ...

Sonda Integrata


• MCM in Microsistema• SiP

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Sistema Fotovoltaico Innovativo

Dispositivo

Celle Solare a Concentrazione

Applicazione

Pannelli Fotovoltaici a inseguimento

Applicazioni

• Produzione Energie Rinnovabili Impianti Fotovoltaici

Prodotti

• Cella Solare a Concentrazione• Pannelli Fotovoltaici Innovativi


• COB• SiP

Sviluppo Microsistema Custom

Sviluppo Costi Tempi Progetti

Package 1 - 10 KEuro 2 - 3 mesi 60 %

Package + Sensore 10 - 100 KEuro 6 - 9 mesi 30 %

Package + Sensore + ASIC 100 - 500 KEuro 10 - 18 mesi 10 %

Investimenti

adatti alle PMI

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Nuovi Sviluppi Possibili

Settore Applicazione Microsistema

Confezionamento Controllo in linea di inclusioni nelle confezioni Array lineari di sensori ottici o raggi X

Alimentare Controllo della qualità del cibo Array di LED, sensori ottici e chimici

Medicale Macchinari per radiografie digitali a raggi X Array sensori per imaging a raggi X

Vetro Monitoraggio e tracking dello stress nel vetro Sensori vibrazioni e stress + RFID

Pneumatici Controllo in produzione e tracking pneumatici Sensori temperatura e stress + RFID

Termotecnica - Edilizia Strumenti basso costo per termografie Array bolometri per imaging termico

Monitoraggio Ambiente Reti WSN - Wireless Sensor Network Multisensori autonomi e wirelessReti WSN - Wireless Sensor Network Multisensori autonomi e wireless

Cosmesi Misura dello stato di benessere della pelle Array sensori pH, conducibilità, ecc.

[email protected] A. Maglione

grazie per l’attenzione

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