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Publicação
Desenvolvimento de uma plataforma optoelectrónica para caracterização de sensores de posição flexíveis
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| 3.27 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Foi proposto no âmbito da tese do Mestrado em Engenharia dos Materiais o
desenvolvimento de um sistema para a caracterização de sensores de posição produzidos
sobre substrato flexível, mais concretamente em Kapton®. A principal vantagem do substrato
ser flexível é poder ser conformado a superfícies não planas e que no caso deste tipo de sensores
permite, por exemplo, anular a aberração da curvatura de campo duma lente esférica. Os
substratos flexíveis podem ser utilizados em módulos fotovoltaicos para cobertura de telhas,
existindo ainda muito desenvolvimento em electrónica flexível com vista aos e-book [1].
Para realizar este trabalho, foram consideradas duas etapas distintas e independentes; a
primeira envolve o fabrico dos sensores e numa segunda etapa o projecto e a construção do
equipamento para caracterizar os sensores de posição flexíveis em função da flexão mecânica.
Embora as duas etapas tivessem um arranque simultâneo, foi o fabrico dos sensores
flexíveis que apresentou maiores dificuldades. O objectivo seria uma “receita” existente de
sensores de posição, os quais demonstraram bons resultados em substrato de vidro [2];
contudo, quando foi aplicada a substratos poliméricos começaram a surgir problemas: a
utilização de vidro para segurar o substrato, ao longo das etapas de fabrico no equipamento,
levava a uma adesão entre ambos. Após ter-se experimentado o depósito das poliamidas, para
evitar ter resíduos entre eles, observou-se que este ficava com uma espessura demasiado
pequena e foi com a desmontagem do suporte de vidro do substrato em todos os passos para
uma lavagem e secagem que o problema se atenuou. Este procedimento estava a ser evitado
para manter o substrato plano devido a tensões que são geradas na altura dos depósitos,
especialmente no depósito do silício.
Foram fabricados vários sensores no entanto verificou-se que não trabalhavam
correctamente. Foi através da análise das imagens obtidas por SEM dos eléctrodos que se
observou que o crómio ficava fissurado após o depósito, fenómeno até então desconhecido.
Passou-se a utilizar alumínio como material para os eléctrodos, contudo, na sequência do depósito de silício, este fissurava e apresentava falta de aderência. Para eliminar o efeito
procedeu-se ao fabrico de eléctrodos compostos de alumínio e crómio mas sem resultados
satisfatórios.
Foi decidido realizar o depósito de silício na Universidade do Minho onde, com
sucesso, depositam silício sobre alumínio. Os sensores eram realizados nos suportes de
10x10 cm e foi necessário proceder à criação de novas máscaras para um sistema de
3,5x3,5 cm que são as dimensões utilizadas nos equipamentos da Universidade do Minho. O
depósito de alumínio correu normalmente e foram terminados os sensores contudo não havia
sinal nos eléctrodos, talvez porque só foram realizados três diferentes e o processo não tenha
sido optimizado.
Dada a existência de novas máscaras, os sensores passaram a ser produzidos no
equipamento do CEMOP em detrimento do DCM. Como o equipamento está preparado para
substratos de 4x4 cm, não se colocou problema dimensional. Embora ainda houvesse sensores
em que o silício não aderia ao alumínio, conseguiu-se um sensor a trabalhar no equipamento
de caracterização.
O projecto do equipamento de caracterização de sensores flexíveis consistiu no
desenvolvimento de um sistema que pudesse possibilitar a flexão do sensor e a sua
caracterização. A solução implementada permite realizar uma flexão linear desde um estado
plano até a uma flexão de curvatura de raio 2 cm, mas o equipamento tem condições, e
espaço, para melhoramentos na secção de flexão dos sensores.
O projecto consistiu em três grandes áreas: mecânica, electrónica e informática.
Descrição
Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia dos Materiais, pela Universidade
Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia