CAPACIDADES E INFRAESTRUCTURA EN MEMS. Infraestructura ...
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1 CAPACIDADES E INFRAESTRUCTURA EN MEMS. Infraestructura existente en la Academia para actividades de MEMS en México. Se han identificado las principales capacidades en infraestructura para el desarrollo de MEMS que existen en México en las Universidades y Centros de Investigación. Las capacidades se definen en términos de la cadena de valor de para el desarrollo de MEMS. En este sentido, en primer lugar para el diseño de MEMS (primer elemento de la cadena de valor), se cuenta con la RED de Centros de Diseño que cuentan con equipo de cómputo con características especiales de velocidad y gráficos, así como el software especializado para diseño de MEMS. La RED de Centros de Diseño está integrada por: o CINVESTAV – Guadalajara o Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica – INAOE o Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Irapuato – ITESI o ITESM – Campus Monterrey o Universidad Autónoma de Ciudad Juárez - UACJ o Universidad Nacional Autónoma de México – UNAM o Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla - UPAEP o Universidad Veracruzana – UV Para los elementos de la Cadena de Valor de MEMS (caracterización, fabricación de prototipos, encapsulado, pruebas y validación), se requiere de infraestructura altamente especializada. Para este propósito se creó la Red de Laboratorios de Innovación MEMS (LI- MEMS) en donde de acuerdo con las capacidades que se han identificado actualmente se constituye por las siguientes cinco instituciones: o Universidad Nacional Autónoma de México UNAM – Caracterización o Universidad Veracruzana UV – Caracterización o Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica INAOE – Fabricación de Prototipos o Universidad Autónoma de Ciudad Juárez UACJ - Encapsulado o Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla UPAEP - Validación
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CAPACIDADES E INFRAESTRUCTURA EN MEMS.
Infraestructura existente en la Academia para actividades de MEMS en México.
Se han identificado las principales capacidades en infraestructura para el desarrollo de
MEMS que existen en México en las Universidades y Centros de Investigación.
Las capacidades se definen en términos de la cadena de valor de para el desarrollo de
MEMS. En este sentido, en primer lugar para el diseño de MEMS (primer elemento de la
cadena de valor), se cuenta con la RED de Centros de Diseño que cuentan con equipo de
cómputo con características especiales de velocidad y gráficos, así como el software
especializado para diseño de MEMS.
La RED de Centros de Diseño está integrada por:
o CINVESTAV – Guadalajara
o Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica – INAOE
o Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Irapuato – ITESI
o ITESM – Campus Monterrey
o Universidad Autónoma de Ciudad Juárez - UACJ
o Universidad Nacional Autónoma de México – UNAM
o Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla - UPAEP
o Universidad Veracruzana – UV
Para los elementos de la Cadena de Valor de MEMS (caracterización, fabricación de
prototipos, encapsulado, pruebas y validación), se requiere de infraestructura altamente
especializada. Para este propósito se creó la Red de Laboratorios de Innovación MEMS (LI-
MEMS) en donde de acuerdo con las capacidades que se han identificado actualmente se
constituye por las siguientes cinco instituciones:
o Universidad Nacional Autónoma de México UNAM – Caracterización
o Universidad Veracruzana UV – Caracterización
o Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica INAOE – Fabricación de
Prototipos
o Universidad Autónoma de Ciudad Juárez UACJ - Encapsulado
o Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla UPAEP - Validación
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Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM
Laboratorios de Innovación MEMS
Enfocado a la Caracterización y Prueba de prototipos preferentemente en aplicaciones de
MEMS a RF y BioMEMS. Orienta su equipamiento e infraestructura para trabajar con procesos
diferentes al silicio, como los polímeros.
Infraestructura para Diseño de MEMS
Cuenta con 10 estaciones de trabajo, 21 licencias de Software de diseño de MEMS y 7
Profesores-Investigadores trabajando en proyectos de Salud, Telecomunicaciones e Industria
Petrolera.
El equipo de proceso está compuesto por:
Sputtering AJA int, RP-600
Alineadora de mascaras Sus Microtec, MJB4
Generador de patrones láser Jeidelberg Instruments, DWL66
Cortadora de obleas Disco DAD321
Horno con temperatura controlable Hoefer, Red Soller II
Horno de atmósfera inerte LND1-42
Ink Jet Printer MicroFab, Jetlab II
Equipo de caracterización y prueba:
Analizador de redes Agilent E8361 A PNA
Accesorios para el analizador de redes Agilent
Analizador de Espectros ópticos Rohde&Schwarz Q8347
Analizador de espectros Agilent E4448A
Medidor LRC Agilent 4287ª
Analizador de impedancias Agilent E4991A
Analizador de Figura de Ruido Agilent N8975A
Accesorios para el analizador de ruido Agilent
Microscopio de Fuerza Atómica Veeco Nanoscope Dimension IIIA
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Grupo de trabajo del LI-MEMS UNAM
Profesor
Investigador
Especialidad Áreas de interés Área de
investigación
Dr. Pablo
Pérez
Alcázar
Sensores inerciales
Sistemas de
resonancia
magnética y
ultrasonido
Receptores digitales
Microsistemas
inerciales
(acelerómetros y
giroscopios)
Sistemas mezclados
MEMS y SAW
Caracterización de
sistemas mecánicos
Evaluación de
características
electrónicas
Dr.
Volodymyr
Svyryd
Sensores y
comunicaciones,
basados en fibra
óptica
Comunicaciones
ópticas
Sensores de fibra
óptica
MOEMS
Caracterización y
pruebas de MOEMS
en la parte de las
mediciones ópticas
Ing.
Eduardo
Ramírez
Sánchez
Sistemas embebidos Micro sensores
químicos y biológicos,
y su integración a
sistemas embebidos
Desarrollo,
caracterización y
pruebas de sensores
químicos y biológicos
Dr. Jorge
Rodríguez
Cuevas
Electrónica para
telecomunicaciones
Dispositivos para RF y
microondas
MEMS para RF y
microondas
Microelectrónica
Análisis y diseño de
dispositivos MEMS
para RF y
microondas
Caracterización y
pruebas
Dr.
Oleksandr
Martynyuk
Dispositivos de
microondas y
antenas
Arreglos de antenas,
sistemas de
telecomunicaciones
para ondas
microelectrónica
Caracterización de
los RF MEMS
Procesos de
microelectrónica
Calibración de los
procesos
Dr. José
Ismael
Martínez
López
Electrónica de alta
frecuencia
Antenas de arreglos
de fase
MEMS para
radiofrecuencia y
microondas
Dispositivos de
microondas
MEMS para
radiofrecuencia y
microondas
Dispositivos de
microondas
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Áreas de investigación
o Micro acelerómetros y giroscopios para aplicaciones en Biomedicina, Sismología e
Industria Automotriz.
o Antenas de arreglos de fase para la banda Ka
o Sensores en base a fibra óptica.
o Espejo deformable para aplicaciones de óptica adaptiva.
o Interruptores MEMS para antenas de arreglos de fase.
o Antenas inteligentes para nanocelulas de comunicación
Experiencia con empresas
o Con la empresa de electrónica CIMEX, interesada en el desarrollo de sensores Físicos
para aplicaciones médicas e Industriales.
o Con la empresa de telecomunicaciones AVISPAnet, interesada en el desarrollo de
antenas para el establecimiento de Nano Células de comunicación
Universidad Veracruzana
Centro de investigación en Micro y Nanotecnología - MICRONA
El Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología (MICRONA) es una dependencia de
la Universidad Veracruzana, está ubicado en las instalaciones de la Facultad de Ingeniería
de la Ciudad de Boca del Río, Veracruz.
Dentro de las líneas de investigación del Centro está el modelado matemático, diseño y
caracterización de Sistemas Micro Electro Mecánicos (MEMS) que cumplan con las
especificaciones de diseño previamente establecidas.
Servicios de MICRONA
o Servicios de Diseño de Ingeniería con aplicaciones de Micro y Nanotecnología.
o Instrumentación.
o Pruebas eléctricas de circuitos integrados.
o Desarrollo y análisis de Películas delgadas y Recubrimientos duros.
Infraestructura
Analizador de parámetros Agilent 4155C
Demodulador Óptico OPD-4000
NI DAQ-Card 6062
5
Gaussímetro Lake Shore 475
Fuente DC BK PRECISION 1760A
Instrumentación PCI Flexible PXI-1042Q
Sintetizador Agilent 8904ª
Osciloscópio Digital Tektronix TDS2024
Piezo Amplificador E-663.00
Multímetro FLUKE189
Amplificador de Bajo Ruido
Mesa Óptica
Láser 1100 Series
Cámara CCD SONY XCD-X710
Fuente de poder para Láser
Medidor Cuasiestático C-V 595
Analizador 590 y Acoplador 5951
Fuentes de Calibración 5905
Analizador de Parámetros Keithley 4200-SCS
Osciloscópio Tektronix TDS3054B 500 MHz
Analizador de Redes de dos Puertos N5230A 40 GHz
Estación de Prueba Manual Micromanipulator
Cámara Ambiental Russell
Grupo de trabajo de MICRONA
Profesor Investigador Área de investigación
Dr. Pedro Javier García
Ramírez
Micro sensores y Circuitos integrados ASIC
Tecnología MEMS
Dr. Jaime Martínez Castillo Micro sensores y Circuitos integrados ASIC
Tecnología MEMS
Dr. Ángel Sauceda Carvajal Micro sensores y Circuitos integrados ASIC
Tecnología MEMS
Mtro. Agustín Leobardo
Herrera May
Micro sensores y Circuitos integrados ASIC
Tecnología MEMS
Dr. Hugo de León Hidalgo Micro sensores y Circuitos integrados ASIC
Tecnología MEMS
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Líneas de Investigación
Micro sensores y Circuitos Integrados ASIC
Tecnología MEMS
Proyectos de desarrollo tecnoológico
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE)
Laboratorio de Innovación en MEMS
El LIMEMS del INAOE se encuentra prácticamente terminado y es un laboratorio de desarrollo
de prototipos, principalmente dispositivos semiconductores, circuitos integrados y MEMS, con
tecnología desarrollada en el Laboratorio de Microelectrónica del INAOE. El núcleo del LI-
MEMS es un proceso Bipolar-CMOS (Bi-CMOS) diseñado con dimensiones mínimas de 0.8
micras, que incluye las técnicas de micromaquinado tanto superficial como en volumen y la
incorporación de materiales nanoestructurados, las cuales permitirán la innovación y
generación de propiedad intelectual. En este laboratorio se ofrecerán servicios de
fabricación tanto al sector educativo como a la industria. Es un laboratorio construido dentro
del campus del INAOE, en una sección central de 550 m2 con salas de fabricación clase 10 y
100, además cuenta con 250 m2 para las actividades de servicios. Las salas de fabricación
cuentan con equipo de litografía óptica, hornos de oxidación y difusión de impurezas,
depósito de materiales por las técnicas CVD, evaporación de metales, grabado por plasma,
implantación de iones y caracterización de procesos, principalmente. El LIMEMS se
encuentra en proceso de instalación y puesta en operación inminente del equipo de
fabricación de CI’s y sensores/actuadores utilizando obleas de 6 pulgadas de diámetro:
Proyectos de MEMS Sector
Industrial
Empresa
solicitante
Diseño e implementación de un sistema
de monitoreo del campo magnético
remanente y desmagnetización de tubos
de acero sin costura
Industrial
Tubos de Acero de
México, S. A. de C.
V.
Desarrollo de un sistema de monitoreo de
actividad neuronal basado en tecnología
MEMS
Médico
Se espera impacte
en el área
médica.
Interferometría en campo cercano para la
caracterización de Micro y nano
estructuras
MEMS
Se espera impacte
en el área de la
micro y nano
electrónica
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El LI-MEMS INAOE se apoya en la infraestructura actual del Laboratorio de Microelectrónica
para ofrecer los siguientes servicios
I Diseño de Circuitos Integrados
II Diseño de MEMS
III Fabricación de MEMS
IV Caracterización Funcional de MEMS a Nivel Oblea
V Centro de Entrenamiento para la Industria y Academia en los tópicos de Tecnología de
fabricación de CI’s’ y MEMS
VI Diseño y Construcción de Cuartos Limpios
VII Diseño y Fabricación de Mascarillas para Microelectrónica y Tecnologías Relacionadas
Infraestructura
1. Asher Branson L2101
2. Implantador de iones HI Current Marca Varian, Modelo 80XP
3. Implantador de iones MED Current Marca Varian, Modelo 300XP
4. Hornos de oxidación Marca MRL, Modelo C4404, 2 unidades
5. Fotorepetidor 5X Marca Canon, Modelo FPA200i1
6. Sistema de grabado en seco de óxidos AME8110
7. Sistema de grabado en seco de metales AME8330
8. Sistema de depósito de metales Varian 3180
9. Generador de patrones marca Heidelberg Instruments DWL 66, con 1 µm de resolución.
10. Mesas de grabado Reynolds Wet Etch Bench
11. Mesa de grabado con spinner para aplicación/revelado de fotoresist
12. Sistema de procesos rápidos Marca Ag Associates Heatpulse 610
13. Sistema de mapeo de resistividades Prometrix Modelo R55
14. Sistema medidor de dimensiones críticas Marca IVS ACCUVISION, Modelo ACV-4
15. Sistema de mapeo de medición de espesores. Marca NANOMETRICS. Modelo 4150
Los equipos numerados del 1-8 son parte de una donación hecha al INAOE por parte de la
compañía Motorola dentro de su programa “Latinchip”, el resto ha sido adquirido mediante
apoyos varios y por el INAOE.
El LIMEMS es un edificio de dos niveles, en el primer nivel se encuentra el laboratorio de
fabricación y el segundo nivel, también con una área de 800 m2, aloja el equipo de
caracterización que incluye entre otros un analizador de parámetros, analizador de redes
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vectorial con capacidad de medida de hasta 65 GHz, osciloscopios, fuentes de potencia
programables, medidores de corriente y voltaje programables, sistema de medidas de C-V,
FTIR, probadores de puntas, crióstato de ciclo abierto. Esta planta aloja también el equipo
de cómputo de la Coordinación para el diseño y simulación de CIs.
El LIMEMS está prácticamente completo en las áreas de litografía, mediciones, limpieza
superficial. Parcialmente instaladas las secciones de tratamientos térmicos e implantación
de iones, grabado seco y depósito de películas, secciones que muestran un avance del
80%.
Con lo ya instalado el primer servicio que el LIMEMS está en posibilidad de ofrecer es el de
fabricación de mascarillas con dimensiones mínimas de hasta 1 micra y en tamaños desde 2
hasta 8 pulgadas en substratos de vidrio con Cromo. Asimismo, usando el sistema “step and
repeat” del Laboratorio de Microelectrónica, también se pueden ofrecer mascarillas de 3
pulgadas para ser usadas en alineadoras de contacto con dimensión mínima de 3 micras,
límite de resolución del sistema mencionado. Estos procesos ya son objeto de algunas
solicitudes planteadas por parte de laboratorios nacionales y extranjeros y cuyas solicitudes
serán atendidas a partir del primer trimestre del 2009
Grupo de trabajo del LI-MEMS INAOE
Profesor Investigador Área de investigación
Dr- Alfonso Torres Jacome Procesos CMOS y Sensores
Dr. Wilfrido Calleja A. MEMS
Dr. Carlos Zuñiga Islas Procesos CMOS y MEMS
Dr. Javier de la Hidalga Crioelectrónica y Modelado de CI´s
Dr. Pedro Rosales Quintero Procesos Bipolares y CMOS
Dra. Claudia Reyes Betanzo MEMS
Dr. Alexander Malik Optoelectrónica
Dr. Mariano Aceves Mijares Optoelectrónica
Dr. Joel Molina Reyes Procesos CMOS y MEMS
Dr. Andrey Kosarev Sensores
Dr. Alejandro Díaz Sánchez Diseño de CI´s y MEMS
Dr. Mónico Linares Aranda Diseño de CI´s y MEMS
Dr. Roberto Murphy A. Electrónica de Alta Frecuencia
Dr. Reydezel Torres T. Electrónica de Alta Frecuencia
Dr. Ignacio Zaldívar H. Optoelectrónica
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Proyectos en Desarrollo
Tecnología de Micromaquinado Superficial con Polisilicio (PolyMEMS 3)
Tecnología de Micromaquinado de Volumen en Silicio
Desarrollo de un Proceso de Fabricación de CI’s Bipolar-CMOS 0.8 μm
Diseño y fabricación de Microcomponentes Opticos
Fabricación, Caracterización y Aplicaciones de Sensores de Infrarrojo
Fabricación de Prototipos para Microfluidos
Dispositivos de Transducción para uso Biomédico
Diseño y Fabricación de Guias de Onda
Prototipos de Celdas Solares
Desarrollo y Aplicaciones de Materiales NanoEstructurados PECVD
Emisión de Luz visible en Silicio
Caracterización y Modelado de Circuitos Integrados Sub-Micra
Crioelectrónica
Diseño de Circuitos e Interfaces para MEMS
Caracterización de Dispositivos y Circuitos para RadioFrecuencia
Infraestructura complementaria
A) Laboratorio de Microelectrónica
Actualmente este laboratorio cuenta con la infraestructura completa para fabricar circuitos
integrados CMOS con dimensiones mínimas de 10 micras y la capacidad de fabricación de
microcomponentes y sensores compatibles con silicio. Las secciones principales son las
siguientes:
6 hornos Thermco para oxidación y difusión de impurezas dopantes
3 sistemas CVD para depósito de dieléctricos y semiconductores
Un cuarto oscuro con un sistema completo de generación de mascarillas
Un cuarto de litografía completo con 2 alineadoras de mascarillas
2 sistemas Balzers para evaporación de metales
2 sistemas de grabado seco (Plasma RIE) y grabado profundo (DRIE)
Implantador de iones MPB Balzers
Sistema para Procesos Térmicos Rápidos (RTP)
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Equipos para corte, alambrado y montaje de chips
Laboratorio de caracterización eléctrica y optoelectrónica
Laboratorio de Diseño de Dispositivos y CI´s Analógicos y Digitales. Con equipo de cómputo
y software Tanner, SPICE, L-VIEW, LabView, SUPREME, y PISCES.
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, UACJ
Laboratorios de Innovación MEMS - CICTA
El Centro de Investigación en Ciencia y Tecnología Aplicada (CICTA) está enfocado al
proceso de Encapsulado de MEMS y ofrecer otros servicios como:
o El diseño y análisis de prototipos
o Consultoría especializada
o Servicios de caracterización y pruebas sofisticadas
o Formación de recursos humanos.
A mediano plazo, está considerando crear un Instituto Nacional de desarrollo y optimización
de prototipos, para diseños, las patentes y desarrollos de productos.
Infraestructura
Dos Estaciones de Pruebas
Estación Interferométrica para MEMS 3D, Zygo
Estación de alambrado (Wire-bonder)
Tres Mesas Antivibratorias
Microscopía Electrónica de Barrido, JEOL
Equipo de Prueba
Wafer bonder semiautomática, Suss MicroTec SB8e
Bondeadora de dispositivos MEMS, Suss MicroTec FC6
JEOL JSM-7000F Field Emission Analytical Scanning Electron Microscope (SEM)
Bondeadora de dispositivos MEMS, Suss MicroTec FC150
Semiautomatic Device / Flip-chip Bonder FC150
Bondeadora de obleas semiautomática, Suss MicroTec SB6e.
Alineadora y exposición, Suss MicroTec MA6/8
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Cortadora Disco High Tech DAD3220
Software
COVENTORWARE (5 licencias)
MEMSPro (5 licencias)
ANSYS Multiphysics
Grupo de trabajo del LI-MEMS UACJ
Profesor
Investigador
Especialidad Áreas de interés Áreas de Investigación
Dr. Carlos A.
Martínez
Pérez
MEMS
Biomems
Micro y Nanotec.
Fabricación de
Micro y
Nanomateriales
Biomateriales
Dr. Héctor
Camacho
Montes
Caracterización de
materiales
Modelación y
Simulación
Uso de ANSYS
Sinterización de
cerámicos
Electrocerámicos
,
Cálculo de
propiedades
efectivas
Dra. Perla E.
García
Casillas
Materiales cerámicos y
magnéticos
Materiales de
construcción
Síntesis y
caracterización
de
nanopartículas
con métodos de
cerámicas
avanzados
Desarrollo y
caracterización
de cementos.
Dra. Rosa A.
Saucedo
Acuña
Caracterización
de hidrogeles
con aplicaciones
biomédicas
Análisis de
productos de
corrosión de
materiales
avanzados
12
M.C. Javier S.
Castro
Carmona
Procesos de
fabricación de
semiconductores y
ahorro de energía
Modelación y simulación
computacional
MEMS
Caracterización
de estructuras
atómicas
Materiales
cerámicos
Cerámicos
piezoeléctricos
Dr. Humberto
de Jesús
Ochoa
Compresión de
datos
Multimedia
Bioinstrumentació
Desarrollo en las áreas
biomédicas utilizando
BioMEMS.
Dr. Victor
Hinostroza
Radio Frecuencia y
comunicaciones
Análisis de sistemas y
circuitos para MEMS
RF y Comunicaciones
Dr. José
Mireles Jr.
García
Robótica
Control
Diseño de
Microsistemas
Desarrollo de nuevos
productos con tecnología
MEMS,
M.C Ricardo
Pérez Blanco
Semiconductores
Materiales amorfos
Diseño de microsistemas
con materiales amorfos
M.C. David
García
Chaparro
Microelectrónica Diseño digital y
electromecánico de
MEMS
Microtecnología
M.C. Héctor
Loya
Instrumentación y
Control
Acondicionamiento de
señales
Diseño electrónico y
electromecánico MEMS
M.C. Erika
Meraz
Ingeniería
Biomédica
Diseño de productos
biomédicos con Lab-On-
a-chip (MEMS)
Productos de análisis
químicos
M.C. Elsa
Ordoñez
Óptica Avanzada Desarrollo de sistemas de
medición interferométricas
para desarrollo de MOEMS
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Áreas de investigación
Sensores químicos
Sensores de flujo
Inclinometro
Sensores para el transporte órganos
Proyectos que han desarrollado
Proyectos de MEMS Sector
Industrial Empresa solicitante
Análisis Fibras Ópticas Telecom ADC de México
Análisis de Elementos
Metales
Industrial
Productivo
TAMSA
Packaging Investigation
Optical Fibers -1
Microelectrónica Sandia Natl Labs
Packaging Investigation
Optical Fibers -2
Microelectrónica Sandia Natl Labs
Packaging Investigation
Optical Fibers -3
Microelectrónica Sandia Natl Labs
Stepper Motors1 Automotriz Centro Tecnico
Visteon
Proyecto CXC Microelectrónica Team Technologies
Análisis Fallas DRIE Industrial
Productivo
Lexmark Juarez
(*) Solo se presentan proyectos desarrollados a empresas, no aquellos fondeados por
entidades federales (como CONACyT)
(1) Falta equipamiento para desarrollar proyecto a empresa
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Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla
Laboratorios de Innovación MEMS - CESAT
El Centro de Servicios de Alta Tecnología (CESAT) está enfocado al proceso de Validación
de MEMS y cuenta con el Centro de diseño de sistemas micro electromecánicos, CD-MEMS-
UPAEP. La Infraestructura del CESAT relacionada con MEMS se encuentra distribuida en
varios laboratorios, los dos últimos en proceso de certificación mediante el Centro de
Servicios de Alta Tecnología de UPAEP.
o Laboratorio de pruebas en materiales.
o Laboratorio de Síntesis de Materiales,
o Laboratorio de Óptica y Electrónica,
o Centro de Diseño de MEMS,
o Laboratorio de Validación de MEMS
Infraestructura
Centro de Diseño de MEMS
Es un Centro de Diseño (CD) para la investigación y consultoría relativos a los MEMS. Más
recientemente se le ha agregado la funcionalidad necesaria para diseño de Sistemas
NanoElectroMecánicos (NEMS).
El CD cuenta con equipos de cómputo portátil de alto rendimiento, servicio de red
inalámbrica, escritorios, libreros, pizarrón y aire acondiconado, entre otros. La optimización
de nuevos diseños de MEMS y NEMS se lleva a cabo con novedosas herramientas de
simulación y análisis como :
HyperChem._ Software para simulación molecular y determinación de
qpropiedades físicas y químicas de moléculas y materiales. 1 Licencia profesional.
SimulaTEM._ Programa para obtención de mapas de difracción de electrones desde
imágenes TEM y procesos de filtración para tratamiento digital de imágenes. 1
Licencia profesional.
Altium._ Programa para análisis y simulación de elemento y sistemas electrónicos.
5 Licencias profesionales.
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Algor y Solid-Works._ Software para análisis por elemento finito de propiedades
mecánicas, eléctricas y térmicas de materiales y estructuras (MEMS). 99 Licencias
universitarias.
Coventor._ Programa para análisis, simulación y diseño de MEMS, incluyendo
proceso litográfico. 1 Licencia universitaria.
Laboratorio de Validación de MEMS
Aunque no existen estándares internacionales o nacionales para MEMS en particular
completamente establecidos, --lo que por sí mismo es un área de oportunidad-- los
dominios de aplicación que se evalúan dentro de tales normas son para el caso de los
MEMS [MTSR 2003]:
1) Tecnología de Manufacturación (Manufacturing technology)
2) Tecnología de Empaquetamiento (Packaging technology)
3) Manejo y Ensamble (Handling and assembly)
4) Diseño y Modelado (Design and modeling)
5) Metrología (Metrology)
6) Interfase al Mundo Exterior (Interface to external world)
Las cuatro primeras son inalienables al desarrollo propio del sistema MEMS y han de ser
validados en cada fase del mismo por los centros de diseño y de fabricación. Sin embargo,
en el caso de la Metrología y de la Interfase al Mundo Exterior, entendidos como la
validación dimensional y funcional del producto, respectivamente; se requiere un
laboratorio especializado para legitimar bajo normas nacionales e internacionales el
cumplimiento de las mismas.
Esta validación deberá ser acotada, dado lo incipiente de la normalización específica de
MEMS y su amplio abanico de aplicaciones, dentro del marco general de evaluación de
partes y productos eléctricos y electrónicos como los utilizados por la Comisión
Electrotécnica Internacional (IEC) o los de Underwriters laboratories Inc. (UL) --pero en una
versión más amplia incluyente del rendimiento mecánico y más puntual y acotada a los
productos MEMS-- para garantizar el impacto de un mercado lo más amplio posible y tomar
ventaja de la experiencia y capital intelectual especializado del Centro de Servicios de Alta
Tecnología (CESAT) de UPAEP, en el que se encuentra inmerso el Centro de Diseño de MEMS.
El cuerpo técnico para atender el Laboratorio de Validación de MEMS estará comprendido
por un selecto grupo de profesionales capacitados en el área de metrología, calidad y
certificación; mismos que actualmente forman parte del CESAT y validará prototipos y
productos MEMS en términos de su
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o calidad dimensional,
o eficiencia mecánica,
o eficiencia eléctrica.
Mismos que asistirán el desarrollo de los proyectos que emerjan del Posgrado en Ingeniería
Mecatrónica y donde los alumnos de éstos participarán activamente.
El laboratorio cuenta actualmente con:
Microscopio óptico de medición, amplificación de 50, 100, 200, 500 y 1000x, iluminación
anterior y posterior, platina de medición X Y con resolución de 100 nanometros, eje vertical
motorizado con auto enfoque, resolución de 100 nanometros con portaccesorios para filtros.
cámara Olympus D71 de alta resolución, mediciones de longitud por medio de software,
también puede hacer mediciones de tolerancia de forma o posición, conteo automático
de partículas y cálculo de áreas de objetos de forma irregular
Cámara termográfica con una sensibilidad térmica 0,05 °C NETD, captura imagen de luz
visible además de la imagen infrarroja, tiene una resolución de 10 micrómetros.
Línea de última generación para las tareas de impresión de circuitos y microelectrónica. El
sistema para desarrollo de PCBs maneja resolución mínima de 1 micrómetro y los sistemas y
accesorios de soldado permiten el ensamble con utilización de elementos SMC (Surface
Mounted Components) y no superficiales.
Laboratorio para desarrollo de sistemas tecnológicos que incluyen MEMS.
Cuenta con un conjunto de sistemas para medición y análisis de señales eléctricas: tarjetas
de adquisición de datos y software de LabView, osciloscopio, multímetro de Tecktronix. Así
como programación de PICs y FPGAs.
Grupo de trabajo del LI-MEMS UPAEP
4 Consultores Tecnológicos Senior de TC. 6 Consultores Tecnológicos Junior de TC.
2 Consultores Tecnológicos en Entrenamiento. 12 alumnos de Posgrado trabajando en
proyectos relacionados a MEMS y NEMS.
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Proyectos que se han desarrollado
No.
Proyectos de MEMS Empresa solicitante
Instituciones
participantes
1) Desarrollo de bancos de prueba
para radios automotrices
_VW de México _VW de mexico
_UPAEP
2) Caracterización mecánica de
interruptor tipo breaker
_Schenider Electric _Schenider Electric
_UPAEP
3) Diseño y fabricación de un PCB
para un electromiógrafo.
_UPAEP _Facultad de Electronica de
UPAEP
_UPAEP
4) Diseño y fabricación de un PCB
para conexión a PC mediante
puerto serial.
_UPAEP _Facultad de Electronica de
UPAEP
_UPAEP
5) Diseño y fabricación de un PCB
para control de motores.
_UPAEP _Facultad de Electronica de
UPAEP
_UPAEP
6) Tratamiento de Sistema de Aire
Comprimido y Estandarización de
Equipo Neumático Industrial
_Neumati-k _Neumati-k
_UPAEP
7) Desarrollo de Prototipo Técnico
de un Dosificador de
Medicamentos Utilizando
Tecnología MEMS de Microfluidos.
_UPAEP _SEDECO-Puebla
_UPAEP
8) Laboratorio de Pruebas para
Validación de MEMS en la UPAEP.
_UPAEP _FUMEC
_UPAEP
9) Coorganización de la “Tercera
Reunión Iberoamericana de
MEMS” realizada en Puebla, Pue.
_FUMEC
_UPAEP
_Todos los asistentes
_FUMEC
_UPAEP
10) X Módulo del 2º. Diplomado
Nacional sobre Tecnologías
MEMS-2006
_FUMEC
_Varias instituciones y
empresas asistentes.
_Red Nac. MEMS
11) Mexican Workshop on
Nanostructured Materials
_Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla
_CONACyT
_UPAEP
_Instituto de Física de la
UNAM
_Tecnología y
Equipamiento de México
_Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla
_CONACyT
_UPAEP
_Instituto de Física de la
UNAM
_Tecnología y Equipamiento
de México
18
_Aspelab-Leica de
México
_Todos los asistentes.
_Aspelab-Leica de México
12) 2nd Mexican Workshop on
Nanostructured Materials
_Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla
_CONACyT
_UPAEP
_Instituto de Física de la
UNAM
_Tecnología y
Equipamiento de México
_Aspelab-Leica de
México
_Todos los asistentes.
_Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla
_CONACyT
_UPAEP
_Instituto de Física de la
UNAM
_Tecnología y Equipamiento
de México
_Aspelab-Leica de México
13) Diseño y Fabricación de MEMS
para el Sector Médico.
_UPAEP _FUMEC
_UPAEP
14) Encuentro del Sector Automotriz
para Promover Negocios en
MEMS y Articulación Productiva.
_UPAEP
_Más de 25 empresas
asistentes.
_FUMEC
_UPAEP
15) Estudio y Catálogo de Productos
y Dispositivos MEMS para
Integración de Proyectos con las
PyMES.
_FUMEC
_Red. Nac. MEMS
_FUMEC
_UPAEP
16) Instalación Automática de
Cromadora en ABS
_Lupini Targhe _Lupini Targhe
_UPAEP
17) Diseño y Desarrollo de Sistema de
Ventilación para Línea de
Producción de Pañal Desechable
_Kymberly Clarck
Tlaxcala
_Kymberly Clarck Tlaxcala
_UPAEP
18) Actualización de la Prospectiva y
Ruta Tecnológica para la
Aplicación de MEMS en el Sector
Salud.
_FUMEC
_Red. Nac. MEMS
_FUMEC
_UPAEP
19) Curso Empresarial de Tecnologías
MEMS.
_FUMEC
_UPAEP
_Más de 25 empresas
asistentes.
_FUMEC
_UPAEP
20) Producto innovador que encare
los dos puntos críticos del
mercado de relevadores
_Crouzet Mexicana S.A _Crouzet Mexicana S.A
_UPAEP
19
Finalmente el CESAT cuenta con la Maestría y Doctorado en Ingeniería Mecatrónica que
ofrece tres líneas de formación académica, macromecatrónica (control),
micromecatrónica (MEMS) y nanomecatrónica (NEMS).
Instituto Tecnológico Superior de Irapuato
Centro de Investigación y Desarrollo de Micro y Nanotecnologías (CIDEMYNT).
Desde su creación en el año 2005, el grupo de MEMS del Instituto Tecnológico Superior de
Irapuato, ha trabajado para lograr su consolidación en esta área; muestra de ello son los
avances significativos logrados en cuanto a investigación, desarrollo tecnológico y
formación de recursos humanos; contando también, de manera muy importante, con el
apoyo institucional de la Dirección General del ITESI.
Infraestructura
Estación de Pruebas, K&S 4023. Equipo con el cual se realizan las pruebas eléctricas de los
dispositivos MEMS, así como la revisión visual de su estructura mecánica
Microsoldadora K&S 4124, el cual se emplea para conectar los microsistemas a encapsulado
estándares, y estos puedan ser probados en campo.
Estación de pruebas mecánicas DAGE 2400, el uso principal de este equipo es la realización
de pruebas mecánicas de tensión, compresión y pruebas destructivas en dispositivos MEMS;
así como en las interconexiones mecánicas de los mismos.
Sistema de Adquisición de señales e instrumentación virtual, el cual se emplea para la
aplicación y lectura de señales eléctricas a los dispositivos MEMS, su evaluación y
caracterización en laboratorio.
Grupo de trabajo del CIDEMYNT
En la actualidad se tiene una plantilla de 10 profesores dentro del programa de MEMS: 1
Doctor en ciencias, 2 Maestros en Ciencias, 4 Maestros en ingeniería, 2 Especialistas en MEMS
y 1 Ingeniero en Electrónica, con lo cual se busca proveer de material humano para el
desarrollo de esta tecnología en México; cabe mencionar que este grupo forma parte
también de un cuerpo académico en formación.
Proyectos que han desarrollado
En cuanto a la vinculación se trabaja de manera importante en crear convenios de
colaboración con instituciones públicas y privadas, como lo son el Tecnológico de Celaya,
CINVESTAV unidad Guadalajara, CINVESTAV unidad Irapuato, El Centro de Física Aplicada y
Tecnologías Avanzadas de la UNAM, la Empresa Multico S.A. de C.V., la empresa
MONTIAGRO S.A. de C.V., la Red Hidroponía Fresas A.C., y la empresa ACCYSS 3000; todos
ellos vinculados a los proyectos que se realizan actualmente en el ITESI,
20
El ITESI cuenta con el primer programa de postgrado de MEMS con reconocimiento oficial de
la SEP a nivel nacional en el cual han participado un total 11 alumnos, de los cuales 2 ya
tienen el grado de Especialistas en MEMS, 6 terminaron el programa y se encuentran en la
etapa de titulación, y actualmente 3 están cursando el 2º semestre. Para el siguiente
periodo se pretende incluir un total 15 alumnos más. De los resultados de los trabajos de
Investigación y desarrollo tecnológico se han presentado un total de 16 ponencias en
Congresos Internacionales (COMS, CONCAPAN, SENIE, ELECTRO, etc.), y 1 artículo en revista
indexada. Como consecuencia natural se encuentra en trámite 1 patente de un método
para detectar falla en sistemas eléctricos a partir de la lectura de la radiación infrarroja y se
está buscando realizar la propuesta de 2 patentes de carácter industrial.
Universidad de Guadalajara
Centro de Micro-tecnología, CUCIENEGA, UDG
Actualmente, en el Centro Universitario de la Ciénega, se ha formado un grupo de tres
investigadores con grado de doctor que sustentan el área de Microsistemas. Sus actividades
fundamentales se centran en el diseño de microsistemas mediante herramientas
computacionales y la caracterización de los mismos utilizando técnicas de interferometría.
Adicionalmente, los investigadores imparten materias e involucran estudiantes de
licenciatura, y a partir de 2009 de maestría y doctorado en las diferentes etapas de la
creación de microsistemas.
Infraestructura
Para 2009 se planea la Construcción del Laboratorio de Microtecnologías bajo el marco del
proyecto “Trébol del Conocimiento” en el CUCIENEGA. El proyecto planea áreas exclusivas
para el diseño de microsistemas y una sección para un laboratorio de caracterización
interferométricas de micro y nano sistemas. La superficie total que se planea es la primera
etapa es de aproximadamente 1,100 m2.
Proyectos de MEMS Sector
Industrial Empresa solicitante
Sensor de contaminación aisladores eléctricos
Eléctrico MULTICO, LAPEM, CINVESTAV
GDL
Sensor de Organofosforados en pimiento
morrón
Alimentos MONTIAGRO
Sensor de insecticidas en fresas. Alimentos HIDROPONIA Fresa
Sensor de Presión Telecom ACCYSS 3000, CFATA
21
El Área de Micro-Tecnología cuenta con elementos básico para el diseño y simulación de
microsistemas. Actualmente se cuentan con recursos para adquirir equipo básico como
cámaras CCD para microscopio y micro-manipuladores manuales. Adicionalmente, se
encuentra concursando un proyecto para la adquisición de equipo básico de
interferometría de luz láser que se pretende utilizar para la caracterización de micro y nano
sistemas así como para el estudio de superficie de materiales.
Áreas de Investigación
Los investigadores del CUCIENEGA se agrupan en un Cuerpo Académico (CA) denominado
“Desarrollo Micro-Tecnológico” cuyas áreas de especialización involucra el estudio de los
microsistemas y el diseño de sistemas embebidos. Actualmente, el CA “Desarrollo Micro-
Tecnológico” cuenta con tres proyectos de investigación vigentes para el fortalecimiento de
sus áreas de especialización donde se han beneficiado a dos estudiantes con dos becas por
un año para que realizaran actividades de investigación relacionadas con dichos proyectos.
Otras instituciones que trabajan en MEMS
Existen otras instituciones que cuentan con diferentes actividades y capacidades en materia
de MEMS, como lo son el ITESI y la U de G quienes han manifestado su interés de participar
en la AERI-MEMS y han venido trabajando en el programa de MEMS en México. En el caso
del ITESI ha fortalecido sus capacidades y actualmente está desarrollando proyectos en
conjunto con empresas para el desarrollo de sensores específicos y en el caso de la U de G
está trabajando para allegarse de la infraestructura necesaria.
22
DIRECTORIOS DE INSTITUCIONES NACIONALES E INTERNACIONALES RELACIONADAS O CON POTENCIAL EN EL ÁREA DE MEMS
INSTITUCIONES ACADÉMICAS Y DE INVESTIGACIÓN CON ACTIVIDADES EN MEMS
Institución Contacto Cargo e-mail Teléfono Ubicación
1 CINVESTAV
M.C. Luis Antonio Carreño
Sánchez
Subdirector de Vinculación
Tecnológica
(55) 5061 3800 Ext.
3358, 2015/2017
D.F.
Dra. María de Lourdes Muñoz
Moreno
Investigadora titular Genética y
Biología Molecular [email protected] (55) 5061 3335
2 CINVESTAV-
GDL Dr. Antonio Ramírez Treviño
Coordinador del Centro de
Diseño
(33) 3134 5570
ext.2047 / 1047 GDL
Instituto de
Investigaciones
Eléctricas
M.C. José Conrado Velásquez Coordinador del Centro de
Diseño [email protected]
(777) 319 6413 ext.
7571 y 7551
M.C. Joaquín Héctor Rodríguez
Rodríguez Investigador [email protected] (777) 362 3800
4
Instituto
Nacional de
Astrofísica,
Óptica y
Electrónica,
INAOE
Dr. Jose s. Guichard Romero Director General [email protected] (222) 247 2044
Puebla
Roberto Murphy Director de formación
académica [email protected]
Dr. Wilfrido Calleja Arriaga
Investigador Depto. de
Microelectrónica/ Director del
Centro de Diseño
(222) 266 3100 ext.
2108. Laboratorio
ext. 6101
Dr. Alfonso Torres Jácome Investigador [email protected]
Dr. Carlos Zuñiga Islas Investigador czuñ[email protected]
Dr. Alejandro Díaz Sánchez Investigador [email protected]
(222)266 3100
ext.1419
23
Dr. Javier de la Hidalga Investigador [email protected]
Mtra. Teresa de León Administrativa del Centro de
Diseño [email protected]
(222) 266 31 00 ext.
2110
IPN-CIC Dr. Luis Alfonso Villa
Microtechnology and
Embedded Systems Lab.
MICROSE - LAB
57296000 Ext.
56597 D.F
5 IPN-CIITEC Dr. Fernando Martínez Piñón Coordinador del Centro de
Diseño del IPN CIITEC
(55) 5729 6000 Ext.
64303 y 64346
D.F. 6 IPN - ESIME
CULHUACAN
Dr. Luis Niño de Rivera Coordinador del Centro de
Diseño [email protected]
(55) 5729 6000 ext.
73251 o 73261 . Del
director de la división
(55) 56562058
Dr. Miguel Cruz Irison Diseño Nanoestructuras [email protected]
(55) 5656 2058/ (55)
5729 6000 ext.
73033
7 IPN ESIME
ZACATENCO M.C. Leandro Brito Barrera Profesor - Investigador [email protected]
(55) 5729 6000 x
54643
8
Instituto
Tecnológico de
Estudios
Superiores del
Estado de
Irapuato, ITESI
Dr. Rafael Vargas Bernal Coordinador de CIDEMYNT [email protected] (462) 606 7900 ext.
146
Guanajuato
Ing. Gabriela Gallardo Gómez Investigadora titular Genética y
Biología Molecular
(462) 606 7900/ 627
0845/ 626 2417/
(044) 46 2482 2694,
(462) 606 7900 x
146
Ing. Javier Gustavo Cabal
Velarde Diseñador de MEMS [email protected]
(464) 648 5284,
(462) 606 7900 Ext.
146
Ing. Miguel Ángel Guzmán
Altamirano
Coordinador / Diseñador de
MEMS [email protected]
(462) 625 8110 /
(462) 606 7900 ext.
146
24
Ing. Miguel Ángel Sosa Torres Profesor / Investigad [email protected]
(462) 606 7900 ext.
146
M.I. Alfonso Delgado Martínez Jefe de División de Ingeniería
Electrónica [email protected]
(462) 606 7900 Ext.
166
9 ITESM-CCM Dr. Rogelio Bustamante Coordinador del Centro de
Microsistemas [email protected] (55) 5483 2202
D.F
10 ITESM-CCM Dr. José Ramón Álvarez Bada
Profesor Investigador de
escuela de graduados en
ingeniería y arquitectura
[email protected] (55) 5483 2202
11 ITESM-Mty. Dr. Sergio Martínez Director del Centro de Diseño [email protected]
(818) 358 2000
ext.5010 Monterrey
12
Universidad
Autónoma de
Ciudad Juárez,
UACJ
Dr. José Mireles Jr. García Director del CICTA [email protected],
(656) 688 4800 ext.
4571/ (656) 688
4800 al 09
Chihuahua
Dr. Victor Inostrosa Coordinador de Proyectos
Comunicaciones
(656) 688 4800 ext.
4563 Ext.: 4971
Dr. Humberto de Jesús Ochoa
Domínguez
Coordinador de Proyectos
Procesamiento de Señales [email protected]
(656) 688 4800 ext.
4571/ (656) 266
8690 (656) 266 3850
Ext. 4971
Dra. Perla E García Casillas Coordinadora de Proyectos
Materiales [email protected]
(656) 688 4800 ext.
4586
Dr. Miguel Angel García Andrade Profesor Investigador [email protected],
(656) 688 4800
x4571
13 Universidad
Nacional
Autónoma de
Mto. Roberto Tovar Medina Jefe del Departamento de
Ingeniería Electrónica
(55) 5622 3134 D.F
25
México, UNAM Ing. Eduardo Ramirez Sánchez Profesor e Investigador [email protected]
Dr. Pablo Roberto Pérez Alcazar Diseño MEMS [email protected]
Dr. Jorge Rodríguez Cuevas Profesor e Investigador [email protected]
Dr. Jose Ismael Martínez López
Profesor e Investigador del
área de Electrónica de Alta
Frecuencia
[email protected] (55) 5622 3114
Dr. Volodymyr Svyryd Profesor e Investigador [email protected]
Dr. Oleksandr Martynyuk Profesor e Investigador [email protected]
Dr. Víctor Argueta Díaz Profesor e Investigador [email protected]
x
14
UNAM (Inst. de
Investigación de
Materiales)
Dr. Ismeli Alfonso López Secretario Técnico de
Vinculación [email protected] (55) 5622 4502 D.F.
15
Universidad
Popular
Autónoma del
Estado de
Puebla, UPAEP
Dra. Rubi Amador Salazar Coordinadora del Centro de
Diseño
(222) 229 9400 Ext.
126.
Puebla M.C. Casimiro Gómez Sub-Coordinador y Diseñador [email protected]/
(222) 229 9400 Ext.
428
M.C. Fidel Pacheco García Diseñador MEMS
(Física de Materiales) [email protected]
(222) 229 9400 Ext.
640
16
Universidad
Tecnológica de
Puebla, UTP
Dr. José Luis Hernández Rebollar
Departamento de Investigación
y Desarrollo Oficina de
Transferencia de Tecnología
du.mx
(222)309 8828 Puebla
Ing. Jaime Laguna Zepeda Profesor de la carrera de
Mecátronica [email protected]
(222)282 8518 al 23
Ext. 150 Puebla
26
17
Universidad
Veracruzana,
UV
Dr. Pedro Javier García Ramirez Director del Centro de Diseño [email protected]
(229) 921 6532 /
(228) 842 1776 /
(229) 921 8755
Dr. Ángel Sauceda Carvajal Diseñador de MEMS (Óptica) [email protected] (228) 842 1776
Dr. Leandro García González Desarrollo y caracterización de
nanoestructuras (Materiales) [email protected] (228) 842 1776
Dr.Jaime Martínez Castillo Diseñador de MEMS
(Electrónica) [email protected] (228) 842 1776
M.I. Ángel Luís Rodríguez
Morales Colaborador Externo (Control) [email protected] (228) 842 1776
Dra. Claudia Oliva Mendoza
Barrera Profesora / Investigadora
cmendoza_barrera@hotmail.
com
(228) 842 1776
Dr. Víctor Manuel Altuzar Profesor Investigador [email protected] (228) 842 1776
18 CIDESI Sadot Arciniega Montiel Gerente de Electrónica
Aplicada [email protected] (422) 211 9806 Querétaro
19 CENAM Dr. Horacio Estrada Vázquez Coordinador Científico División
de Metrología Eléctrica [email protected] (442) 211 0500 al 04 Querétaro
21
Universidad de
Guadalajara,
CUCIENEGA
Dr. Raúl Campos Profesor investigador de MEMS [email protected] ;
(333) 134 5570 ext.
2084 GDL
23 UNAM-JUR
Saúl Santillán Gutiérrez Jefe de la UDETEQ [email protected]
(55) 5623 4142 /
(442) 234 08 20 Querétaro
Dr. Victor M. Castaño Director de Centro de Física y
Tecnología Avanzada
(442) 234 0820/ (55)
5623 4151
Querétaro
27
Capacidades en Universidades en EU con Programas de Postgrado
líderes en MEMS
La revista Small Times ha realizado y publicado anualmente desde el 2005 al 2010 el ranking de las
mejores universidades en EUA en el campo de la micro y nanotecnología. El mapeo se ha realizado a
mas de 100 universidades relacionadas con el tema. Dicha encuesta revelan las capacidades de las
instituciones en cinco categorías:
Investigación;
Educación;
Infraestructura;
Vinculación con la Industria; y
Comercialización.
El mapeo también incluye una clasificación de las mejores 10 universidades en cuanto a:
Investigación en nanotecnología;
Investigación en microtecnología;
Comercialización de nanotecnología; y
Comercialización de microtecnología.
El objetivo de presentar las universidades que están trabajando en el área de microtecnología en
EUA, es establecer acuerdos en proyectos que se desarrollen con instituciones y empresas
mexicanas.
A continuación se incluyen los resultados publicado por la revista Small Times en 2010 y el ranking de
las mejores 10 universidades en cada uno de los aspectos calificados.
The Small Times’ University Survey
The University at Albany-SUNY
The University at Albany-SUNY (UAlbany) maintains its lead position in Small Times’ study, especially in terms of education, facilities, and commercialization. UAlbany is proud to say that its College of Nanoscale Science and Engineering (CNSE) is “the first college in the world that is dedicated to the conception and dissemination of nanoscale know-how.” CNSE oversees and coordinates all of UAlbany’s work in both nano- and microtechnolgies: educational, research and development, technology deployment, and economic outreach. Launched three years ago, CSNE is widely recognized as a global resource for research, development, workforce education, and economic outreach in nanotechnology and its applications.
28
CNSE is organized to address four fundamental disciplines-nanoscience, nanoengineering, nanobioscience, and nano-economics-and has arranged these “constellations” as catalysts to encourage cross-disciplinary education and research. Each offers its own doctoral and Masters’ programs. In fact, UAlbany offers more micro- and nano-specific degrees than any other university: six in total, with small-tech minor/emphasis allowed in additional M.S. and Ph.D. degrees. The university offers 100 nano- and micro-focused courses. CNSE integrates the educational, research, and outreach activities of students and faculty with those of more than 200 international corporate partners. The center has also developed a number of global educational and research partnerships. UAlbany was awarded more nanotechnology patents (98) than any other respondent in the Small Times’ survey.
Cornell University
Cornell encourages interdisciplinary academic programs and research. Its innovations include its nanofabrication facility and discovery in the field of nanobiotechnology. The university’s mission is to generate new knowledge about micro- and nanoscience and then to transfer that knowledge for the public good. Among Cornell’s strengths are the following: Molecular transistors and single molecule devices, micro- and nanoscale resonators, growth of
complex materials, encapsulated organic dyes for fluorescence applications, and organic electronics;
High-resolution surface patterning of biological compounds, microfluidics, engineered DNA-probe constructs, ordered polymer nanofibers, and single molecule detection, observation, and manipulation techniques;
Nanomagnetism, nanoelectronics, and nanophotonics, e-beam lithography, and MEMS; and Nanopatterning, (e-beam lithography), pattern transfer (dry etching), nanobiotechnology, and
nanofabrication process integration. Cornell’s micro- and nanoscience programs have strong links to biological and agricultural researchers and have a growing engagement with Weill Cornell Medical College. Cornell does not offer micro- or nano-specific degrees, nor does it offer engineering or science degrees with a minor in micro- and/or nanotechnology. However, B.S./M.S./Ph.D. students in a number of departments have sufficient offerings to constitute an emphasis in micro- or nanotechnology-and in our survey, Cornell ranked highest among all respondents with regard to undergraduates focusing on MEMS and nano, both separately and together.
29
University of Michigan
The University of Michigan’s research spans the physics underlying the creation and use of nanostructures, materials, and processes to their practical implementation in both micro- and macroscopic devices and systems. Nearly 100 faculty and more than 700 undergraduate and graduate students are engaged in this research, which is funded with more than $550 million. Multi-disciplinary research centers devoted to small tech include the Engineering Research Center for Wireless Integrated Microsystems (WIMS ERC), which is funded by the National Science Foundation (NSF). The WIMS ERC develops microsystems that merge micropower integrated circuits, wireless interfaces, advanced wafer-level packaging, and integrated sensors and actuators. The university’s Solid-State Electronics Laboratory (SSEL) enables work in microelectronics, micromechanics, optoelectronics, and micro- and nanotechnologies based on silicon, compound semiconductor, and organic materials. It operates the Michigan Nanofabrication Facility (MNF), a nanofabrication user facility that consists of 6,500 sq. ft. of class 100/10 cleanroom space. The MNF has been part of the National Nanotechnology Infrastructure Network (NNIN) since its creation in 2004. All these activities are supported by university-wide facilities for crystallography, mass spectroscopy, electron microscopy, and large-scale computations. The University of Michigan offers three small-tech-specific graduate degrees: Ph.D. in Solid-State Electronics, Ph.D. in Circuits and Microsystems, and M.Eng. in Integrated Microsystems.
University of Illinois at Urbana-Champaign
30
The University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) incorporates more than 16 major centers and laboratories and covers 10 colleges and schools as well as 30 departments. The Center for Nanoscale Science and Technology (CNST) is the University’s premier center for nanotechnology research, education, and outreach activities. CNST says its strength comes from involving more than 150 faculty members and more than $200 million in micro/nanotechnology resources. Last year, the Micro and Nanotechnology Laboratory (MNTL), a user facility that is one of the nation’s largest and most-sophisticated university-based centers of its kind, underwent an $18 million expansion. UIUC counts among its specialties bioimaging, bionanotechnology, computational nanotechnology, MEMS/NEMS, and a host of other nano-focused disciplines. UIUC’s micro/nano research has spawned a number of companies in the past, including NanoInk in 2005, and already in fiscal year 2007, two small-tech companies have formed. Each year UIUC hosts events, including the CNST Annual Nanotechnology Workshops (since 2003) involving academia, industry, policy makers, and the general public. In our survey, UIUC reported the greatest number of professors and the greatest number of grad students doing research in both MEMS and nanotechnology-separately and combined.
Penn State University Penn State University is a leader in micro/MEMS/nanotechnology education and research. In 1993, Penn State opened the Nanofabrication Facility (NanoFab), a part of the National Nanofabrication Infrastructure Network. Its Center for Nanotechnology Education and Utilization offers one of the nation’s leading nanotechnology workforce development programs. Many consider Penn State to be first in the country for materials research and second in industrial support of research. The university’s strengths are embodied in collaborative materials research covering a broad range of nanomaterials, and employing expertise from disciplines spanning AgBio through Engineering to basic Materials Chemistry and Condensed Matter Physics. An interdisciplinary graduate degree program in materials brings students and faculty together across these disciplines. Both local and international industrial collaborations grow out of Penn State’s research. All of the university’s centers and facilities possess a mix of faculty, research associates, undergraduate and graduate students, and industrial partners. In our survey, Penn State placed second in number of both faculty and graduate students doing research in micro/MEMS technologies. The school also placed second overall in grad students focused on small-tech research-both micro and nano.
31
Arizona State University
Arizona State’s specialties include nanofabrication, thin film transistors and OLEDs, and silicon nanostructures. To ASU, “the future lies in bringing together organic and biological molecules”-and so the university brings together the experts who study and make them. The key efforts toward this vision are the Biodesign Institute and the Arizona Institute for Nano-Electronics (AINE): Traditional tools in nanoelectronics and nanoscale analysis combine with expertise in surface, bioconjugate, and organic chemistry. The Biodesign Institute joins these strengths with expertise in bioelectronics, biosensors, and nano-medicine; it incorporates the Center for Applied NanoBioscience, a facility for nanomanufacturing and prototyping. AINE is a coordinated network of research centers focused on nanoelectronics, including nanophotonics, molecular electronics, nanoionics, and computational nanoscience. AINE’s goal is to strongly impact future technology areas related to ultra-low power/ultra-high speed electronics, and hybrid biomolecular electronics at the interface between the biological and electronics worlds. In our survey, ASU reported the greatest number of MEMS patents (30) awarded in 2006 to any university.
University of Washington
The research enterprise of the University of Washington (UW) includes top-ranked interdisciplinary programs that span engineering and the physical and biomedical sciences. Over the past 10 years, UW built on these strengths and positioned itself as a leader in micro- and nano research, education, and technology transfer. In 2001, the UW launched its first Ph.D. program in nanotechnology. Successful completion of the program leads to a dual Ph.D. degree in nanotechnology and a traditional science, engineering, or medicine discipline. Thirty-three students have earned such a Ph.D. since 2001, and 48 are currently enrolled. Established through a $2.7 million NSF award, the program was renewed by the NSF and NIH-NCI at the level of $3.2 million for the 2005-to-2010 period. Including these doctoral students, more than 600 graduate students, 350 undergrads, and 100 faculty members are engaged in micro/nano research at the UW; their projects involve researchers from bioengineering, biochemistry, physiology, and biophysics; molecular and cellular biology; engineering; chemistry; oceanography; medicine; and more.
32
Many of the UW’s nanoscale research and educational programs are coordinated through its Center for Nanotechnology (CNT). CNT has actively partnered with North Seattle Community College (NSCC) to develop a new two-year associate degree in nanotechnology. The university’s NanoTech User Facility (NTUF) was established in 1998; in 2004, it became one of 13 nodes in the U.S. National Nanotechnology Infrastructure Network.
North Carolina State University To coordinate North Carolina State University’s (NCSU) expanding efforts in micro- and nanotechnology, the school is developing a Nanotechnology Institute that will foster interactions among university researchers and enhance nanotechnology education and outreach. NCSU’s micro- and nanotechnology efforts made impressive advancements during fiscal year 2006. Researchers received eight micro- and 26 nanotechnology patents, as well as 81 intellectual property licenses. The university is notable for its outreach to industry; NCSU facilities were shared with more than 200 companies last year. NCSU is actively developing academic programs related to nanotechnology. The Chemical and Biomolecular Engineering Department offers a nanotechnology option for B.S. students. Approximately 700 graduate and undergraduate students learn about the subject through courses in various fields: physics, chemistry, engineering, agriculture, education, medicine, and business. For instance, NCSU’s College of Engineering (COE) actively collaborates with the College of Textile’s Nonwovens Cooperative Research Center to address emerging issues in nano fibers and related textile-based technology. And COE researchers in nanomaterials are collaborating with researchers at the College of Agriculture and Life Sciences and College of Veterinary Medicine to address issues in nanomaterials toxicology. At the College of Education, researchers are producing nanoscience instructional materials for K-12 teachers and students. NCSU is a participant in the National Nanotechnology Infrastructure Network.
University of Maryland
33
The University of Maryland’s physics and materials community has achieved recognition by exploiting scanning surface nanoprobes for science and developing derivatives of the scanning tunneling microscope (and commercializing some). The university’s Materials Research and Engineering Center (MRSEC) and Center for Superconductivity Research Center have partnered to develop expertise in complex nanomaterial systems. Combinatorial approaches to nanomaterials engineering and discovery have become a strength. Having made a strategic investment in MEMS research, Maryland now has a strong position in the micro arena. More recently the university assembled a team of leaders in various approaches to nanoparticle synthesis, which supports work in intelligent drug delivery, nanocatalysts, nanosystems assembly, and organics-based electronics. These areas enable the school to add biotech strength in partnership with other institutions. Across the board Maryland is emphasizing the key issues of nanomanufacturing, in concert with NIST and including its new Center for Nanoscale Science and Technology (CNST). The University of Maryland is located near the largest assortment of federal laboratories in the country, and most faculty members collaborate with one or more. The university boasts major new facilities and seeks to recruit 25 new nanotechnology faculty over the next few years. In Small Times’ survey, the University of Maryland ranked second only to Cornell in terms of undergraduates focused on MEMS or nanotechnology.
Rice University Rice is known for its Richard E. Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology, which encompasses the NSF-funded NSEC, Center for Biological and Environmental Nanotechnology (CBEN), the Carbon Nanotechnology Laboratory (CNL), and the Shared Equipment Authority (SEA), and shares support for the Laboratory for Nanophotonics (LANP). Rice’s strengths include nanotechnology for energy and for health, nanomaterials, carbon nanotubes, computational nanotechnology, nanotechnology for electronics and for photonics, environmental and toxicological nanotechnology, and issues in society, ethics, and economics. With 120 faculty and research faculty across 16 departments as members of the Smalley Institute, Rice guesses it has someone working in every subfield of nano. Rice also aims to broaden public understanding of nanotechnology and its potential-for instance to children through the NanoKids initiative and to public and corporate audiences with specifically designed courses in the School of Continuing Studies.
34
Rutgers University The Institute for Advanced Materials, Devices and Nanotechnology (IAMDN) leads nanoscience and technology research and development at Rutgers. It acts as an oversight organization, helping to coordinate interdisciplinary research, technology transfer, incubation, funding, and education. IAMDN includes about 100 faculty and their research groups. Rutgers estimates the nano-related facilities used by the IAMDN faculty are worth $100 million; a new building-planned to open in three years-will consolidate the facilities and interaction among faculty members. This year, however, Rutgers is focused on new faculty hires and recently signed on a permanent director for the IAMDN. The IAMDN has begun coordinating access to the many shared facilities in a dozen centers and laboratories, including the Micro Electronics Research Lab cleanroom and nanofabrication facilities. Extensive incubator space is located near campus. The Rutgers technology transfer office works to quickly move ideas from research to prototype development. Nine departments offer micro- and nanotechnology classes. Eight courses focus almost exclusively on nanoscience and technology, and another several dozen have a significant nano component. Rutgers awards degrees with concentration in nanomaterials and nanotechnology, and all electrical engineering degrees include the option of a specialty in micro- and nanoelectronics.
Stanford University
While Stanford does not award micro or nano-specific degrees, minors, or emphases, the university is a leader in small tech as evidenced by the publication of 65 papers in nanotechnology and 37 in microtechnology during the 2006 school year. Stanford says it is committed to supporting the use of micro- and nanotechnologies in non-traditional research applications. Last year, Stanford received a five-year, $20 million award from the National Cancer Institute to develop nanotechnologies for detecting and treating cancer. In 2005, it opened the Stanford Nanocharacterization Laboratory (SNL), whose mission is to provide high-quality, useful materials characterization data and insight for as wide a range of users as possible. The Stanford Nanofabrication Facility (SNF) is a shared-equipment, open-use, device fabrication cleanroom. It facilitates the work of researchers from a wide variety of disciplines, such as optics,
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MEMS, biology, and chemistry, as well as process characterization and fabrication of more-traditional electronics devices. The SNF is supported by the NSF through the National Nanotechnology Infrastructure Network (NNIN). Stanford is a leader in small-tech commercialization.
University of California at Los Angeles
UCLA combines its MEMS and microsystems’ expertise with a number of nano-related centers. The university’s California NanoSystems Institute (CNSI) brings together researchers from the sciences, engineering, and medicine faculty to explore the use of nanotechnology to advance information technology, energy production, storage and saving, environmental well-being and diagnosis, and disease prevention and treatment. To support the research, the $149 million, newly constructed CNSI building provides three floors of core facilities, including both wet and dry laboratories, and imaging and measurement equipment, high-throughput robotics, and class 100 and 1000 cleanrooms. The Center on Functional Engineered Nano Architectonics (FENA) explores nanotechnology for information processing systems. The Western Institute of Nanoelectronics (WIN) develops advanced research devices, circuits, and nanosystems to exploit the spin property of electrons.
University of Pittsburgh Pitt’s strength in nanoscience is in the study of nanostructures at the core “essentially nano” level. The university’s Petersen Institute of NanoScience and Engineering aims to solve large, complex scientific and engineering challenges in nanoscience and engineering by facilitating interdisciplinary teams. The Institute comprises more than 50 faculty who form teams for various research topics, covering nanomaterials, devices/systems, and nano-instrumentation. During fiscal year 2006, the institute added nine new nanotechnology faculty.
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Pitt’s NanoScale Fabrication and Characterization Facility (NFCF) is a user facility with 4,000 sq. ft. of cleanroom space, and advanced equipment with core nano-level (10nm or below) capability. This facility also enables vertical integration of structures from nano to micro and macro level in conjunction with the facilities existing on campus for micro- and macroscale structures and packaging. Pitt has ranked the sixth among the U.S. universities in creating spin-off companies-including three in nanotechnology. Pitt offers a certificate in photonics.
Purdue University
Purdue says that the strength of its nanotechnology research and its Birck Nanotechnology Center begins with people. Since 2002, Purdue has hired 16 faculty in various areas of nanotechnology. Faculty membership in the Birck Nanotechnology Center, a shared-use facility, is currently 146, representing 36 departments. The design of the Birck building follows that of the NIST Advanced Measurement Laboratory in Maryland for the general nanoscale research labs. It boasts low-vibration assets, including a metrology laboratory with NIST-A1 floating mass floor (within a EMI shielded room that is temperature stable to ±0.01°C). The 25,000-sq.-ft. semiconductor nanofabrication cleanroom operates at classes 1, 10, and 100, and the integrated 2,500 sq. ft. bio-pharma cleanroom has separate airflow and personnel gowning. An airlock glove box that allows materials and devices to move between these two cleanroom spaces is the first such arrangement in the nation. The 60Hz electromagnetic fields from building power distribution are below 0.01 milligauss in selected labs and below 0.1 milligauss generally. More than 350 educational resources-including seminars, tutorials, podcasts, and online nanotechnology simulation tools-are available through nanoHUB, a project of the Purdue-lead Network for Computational Nanotechnology.
University of Louisville
The University of Louisville says the strength of its micro/nano centers lies in the breadth and depth of the processes and services they offer. Over the past 10 years, the university has built collection of multi-user core facilities to serve most disciplines of small-tech research and education, from nanoscale material synthesis to application-specific device prototyping. The university’s Micro/Nano Technology Cleanroom provides fabrication and design services for numerous MEMS, microelectronic, and nanotechnology applications. The center is housed within two on-campus cleanrooms, the newest of which is a 10,000-sq.-ft., seven-bay, Class 100 facility equipped with $10 million of fabrication and characterization tools. Complementary to the cleanroom are additional dedicated multi-user core facilities for modeling, packaging, and testing.
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U of L’s B.S., M.S., and Ph.D. degrees in electrical, mechanical, and chemical engineering-as well as chemistry-all allow a small-tech emphasis (as do its B.S. and M.S. degrees in bioengineering and physics).
Louisiana Tech
Louisiana Tech offers several small-tech-specific degrees-more than any other university participating
in the survey, save for the University at Albany-SUNY. The degrees include a B.S. in Nanosystems
Engineering, an M.S. in Microsystems Engineering, an M.S. in Molecular Science and
Nanotechnology, and a Ph.D. in Computational Analysis and Modeling. In addition, all undergraduate
engineering degrees allow emphasis in micro/nanosystems, as do Ph.D. degrees in engineering and
biomedical engineering.
Louisiana Tech’s Institute for Micromanufacturing (IfM) started more than 15 years ago with a micromanufacturing emphasis. Now, its expanded research and educational efforts cover five main areas: nanotechnology, biotechnology, biomedical nanotechnology, environmental technology, and information technology. The activities carried out through these areas, coupled with the institute’s integrated nanomanufacturing and micromanufacturing resources, have led to the realization of a broad range of research, educational, and commercialization efforts. The institute’s vision is to be a world class resource for the realization of commercially viable micro and nanosystems.
University of Minnesota
The University of Minnesota has a history of strength in the area of novel materials, especially in recent years in nanostructured materials. This has led to the development of facilities for synthesizing and characterizing novel nanostructures. The U of M boasts a well-equipped materials characterization lab; together with the NanoFabrication Center and the Particle Technology Lab, it comprises one of 13 nodes in the National Nanotechnology Infrastructure Network. Recently the university founded the Center for Nanostructure Applications, a resource for seeding ideas related to the development of novel active nanodevices based on these nanostructured materials. This multidisciplinary effort crosses boundaries among science, engineering, medicine, energy, and systems to capitalize on the possibilities presented by this new class of materials. The university offers a Nano Particles Science & Engineering minor (M.S.).
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Rensselaer Polytechnic Institute
Rensselaer provides leadership in the areas of hyper integration, integrated circuit (IC) back-end technology, functional nanobuilding blocks, multi-scale modeling, and packaging science. The university’s areas of expertise also include wearable electronics, solid-state lighting, tissue engineering, and bioreactors. At the core of RPI’s small-tech efforts is the Rensselaer Nanotechnology Center, which provides interdisciplinary research programs and focuses on creating novel materials and devices. The NSF-funded Nanoscale Science and Engineering Center for Directed Assembly of Nanostructures was founded in September 2001 at RPI, the University of Illinois at Urbana-Champaign, and Los Alamos National Laboratory. It addresses the fundamental scientific issues underlying the design and synthesis of nanostructured materials, assemblies, and devices with dramatically improved capabilities for many industrial and biomedical applications. Research at the Center for Integrated Electronics is facilitated by Rensselaer’s recently upgraded 10,000-sq.-ft. Class 100 microfabrication cleanroom, which supports three-, five-, and eight-inch wafer fabrication technology. Recently, RPI announced a $100 million partnership with IBM and New York to create the Computational Center for Nanotechnology Innovations-the world’s most powerful university-based (and a global top 10) supercomputing center. Based on the RPI campus and at its Rensselaer Technology Park in Troy, N.Y., the CCNI will focus on reducing the time and costs associated with designing and manufacturing nanoscale materials, devices, and systems. This center promises to be an important resource for industry.
Following are the results. Note that some universities made the peer rankings, but do not appear at all in the survey rankings; those universities did not respond to the survey or else they provided incomplete information.
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