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

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1 Atti del Convegno Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto Fiera IMPAtec 06, Vicenza, 13 ottobre Intervento dal titolo Microsistemi, packaging microelettronico, applicazioni industriali innovazione dei prodotti con OPTOI A cura di Alfredo Maglione Presidente Optoi Microelectronics

2 Atti del Convegno Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto Fiera IMPAtec 06, Vicenza, 13 ottobre 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, Gardolo (TN) Tel: Fax info@optoi.com 73

3 Presentazione Azienda Optoi Microsistemi e Packaging Microelettronico Innovazione dei prodotti e applicazioni industriali Vicenza, 13/10/2006 Convegno Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto A. Maglione Microsistemi e Innovazione Azienda Innovativa Azienda Spin-off Microelettronica custom Innovativi Dal Silicio al Dispositivo & Servizi Microsistemi Sensori in silicio Packaging Microelettronico Interfacce elettroniche 74 Punti di Forza Produzioni Custom Sviluppi Innovativi High Tech e R&D Qualità e Professionalità

4 Evoluzione aziendale Background iniziale Progettazione e Realizzazione di Microsistemi in Silicio Ingegneria dei Materiali Esperienza in Industriali Istituto ITC-irst Passi Principali nei primi 10 anni Idea iniziale di fare uno spin-off, Azienda Microelettronica Innovativa Nuova sede Optoi Fondata società spin-off Optoelettronica Italia srl dalla Divisione Microsistemi dell istituto ITC-irst Completati i laboratori, primi sviluppi innovativi e inizio produzione di piccole serie industriali Progetti e produzioni industriali, inizio mercato estero, marchio internazionale OPTOI Microelectronics Costruzione nuova sede in zona industriale Spini di Gardolo, Certificazione ISO 9001:2000 del Sistema Gestione Qualità Completata nuova sede Optoi con linea di produzione microelettronica, incremento progetti, produzioni e tecnologie Linea di produzione Optoi Produzione e Servizi Qualità e Professionalità Azienda Full Service Microelettronici Progettazione Servizi Assemblaggio Produzione Sviluppi Innovativi Controllo Qualità Progetti Ricerca Rete Commerciale 75

5 Linee di attività Produzione, Sviluppi, Ricerca per Innovative Produzione dispositivi optoelettronici sensori per fibre ottiche sensori per controllo automotive Sviluppi innovativi sensori di pressione sensori di flusso sensori di gas microfoni bio-microsistemi LED ad alta luminosità dispositivi aerospaziali Progetti di ricerca sensori e sistemi per la domotica sonde per la qualità dell acqua celle fotovoltaiche innovative Rete Commerciale Rete commerciale Italia (sede) Germania Regno Unito Irlanda Francia Belgio Olanda Slovacchia anno di inizio della rete commerciale estera 76 Clienti e Partner Italiani Esteri 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

6 Crescita attività Optoi turnover KEuro years 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 di sensori prodotti nel 2005 Progetti: oltre 30 progetti e sviluppi innovativi nel 2005 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 Budget previsionale Optoi Obiettivi Optoi dei prossimi anni: Staff: > 100 persone % + 20 % Fatturato: > 10 MEuro Estero: > 50% KEuro Anni

7 Packaging di Microsistemi Nuova sede Optoi Sensori e Microsistemi Packaging microelettronico linea in Optoi Know-How e Tecnologie Progettazione Package Microelettronico Microsistemi Sensori in Silicio Interfacce Elettroniche Materiali Semiconduttori Compositi Polimerici Ceramici Metallici Tecnologie 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 78

8 Design Packaging Package Substrate Package Custom Package Standard Microsistema Custom 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) Polimerici: G200 Kapton Teflon FR4 Ceramici: Alumina LTCC Glass Metallici: Kovar Al-clad Inox Dispositivi Optoelettronici Prodotto Fotransistori Fotodiodi FotoASIC LEDs Fototransistori Encoder Ottico COB o CSP SMD Automazione Industriale, Encoder Ottici Macchine Utensili, Robot Industriali Barriere Ottiche di Sicurezza Cancelli, Ascensori, Strade, Aereoporti Lettori di Codici a Barre Tracking, Gestione Magazzini 79

9 Sensori per Fibre Ottiche Progetto Prodotto FotoASIC Emettitori LED FotoASIC Dispositivo CMOS ASIC in SMD o TO package COB o MCM Trasmissione Dati su Fibra Ottica Reti Ottiche e Automazione Industriale BUS ottico indutriale Sensori per Automotive Prodotto Sensori ed Emettitori Ottici Elettronica embedded Sensore a Riflessione SMD COB Controlli Automatismi, Assali per Ruote Macchine Movimento Terra Macchine Movimento Terra 80

10 Sensori di Pressione Dispositivo Sensori di Pressione in silicio Tecnologia Micromaching (MEMS) Sensori di Pressione in Silicio COB MCM con ASIC Componente Controlli Industria del Bianco Circuiti Acqua, Lavatrici, Controlli Civili e Industriali Sistemi Idraulici, Sistemi Pneumatici Sensori di Pressione in package SMD Sensori di Flusso Progetto Sensori di Flusso in silicio o quarzo Tecnologia Micromaching (MEMS) Sensore di Flusso COB MCM con ASIC Dispositivo Controlli Industria del Bianco Sistemi di Erogazione, Lavatrici Controlli Civili e Industriali Sistemi Idraulici, Impianti Ricircolo Package SMD con Pipe 81

11 Microfoni e Sensori di Vibrazioni Microfoni e Trasduttori di Vibrazioni Tecnologia Micromaching (MEMS) Macchine CNC MCM con ASIC SMD Videogames, Telefonini Controlli per Vibrazioni Macchine Utensili, CNC, Sistemi Sicurezza Microfoni per voce Telefonini, Videocitofoni, Videogames LED ad Alta Luminosità Dispositivo Sistemi Illuminazione a LED Interfacce Elettroniche LED su PCB Sistemi COB SMD Illuminazione Civile Nautica, Camper, Casa, Strade Illuminazione Industriale Sistemi per Telecamere Illuminatori a LED 82

12 Bio-Microsistemi Dispositivi BioMicrosistemi Array di sensori Microfluidica Substrato per BioMicrosistema COB MCM in Microsistema Controlli in Laboratorio Sistemi Miniaturizzati per Analisi Settore Medicale e Farmacologico Sistemi per Test in Vitro Analisi Biomedica Dispositivi MCM per Aerospaziale Prodotto Circuiti integrati in Multi Chip Module Elettronica embedded SMD Dispositivo MCM + SMD MCM Stack 3D Controlli Elettronici per Aerospaziale Satelliti, Base Spaziale Satellite Aerospaziale 83

13 Sensori e Sistemi per Domotica Dispositivo Sensori Temperatura, Umidità, Luce Sensori Gas: CH4, CO, H2 Tecnologia Micromaching (MEMS) Sensore Multiparametrico Wireless Sistema di Controllo della Casa COB SMD Controllo Automatico per Case/Edifici Sistemi di Monitoraggio e Sicurezza Sistemi di Ausilio per Alloggi Sociali Monitoraggio Gas Inquinanti Controllo Emissione Gas (Protocollo Kyoto) Sistema Monitoraggio Qualità dell Acqua Dispositivo Sonda Multiparametrica Integrata con sensori Temp, ph, cond, red-ox, livello, portata, salinità, torbidità,... Sonda Integrata MCM in Microsistema SiP Monitoraggio Qualità Ambienti Acquatici Laghi, Fiumi, Mari, Falde Controlli Qualità Acque Civili e Industriali Rete Idrica, Impianti Depurazione Monitoraggio Ambientale 84

14 Sistema Fotovoltaico Innovativo Dispositivo Cella Solare a Concentrazione Pannelli Fotovoltaici Innovativi Celle Solare a Concentrazione COB SiP Produzione Energie Rinnovabili Impianti Fotovoltaici Pannelli Fotovoltaici a inseguimento Sviluppo Microsistema Custom Sviluppo Costi Tempi Progetti Investimenti adatti alle PMI Package 1-10 KEuro 2-3 mesi 60 % Package + Sensore KEuro 6-9 mesi 30 % Package + Sensore + ASIC KEuro mesi 10 % 85

15 Nuovi Sviluppi Possibili Settore 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 Cosmesi Misura dello stato di benessere della pelle Array sensori ph, conducibilità, ecc. 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 wireless grazie per l attenzione 86 info@optoi.com A. Maglione