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Insfraestructura y Equipamiento

El IFCA realiza una importante labor de diseño y desarrollo instrumental en diferentes áreas del conocimiento, en respuesta a las necesidades científicas, cada vez más exigentes.  Gracias a esta labor, el centro ha participado en grandes proyectos de la física de partículas  o la astrofísica. 

El desarrollo de estas áreas del conocimiento ha sido posible a la disponibilidad de unos medios técnicos singulares, esto es instrumental y equipamiento tecnológico de altas prestaciones, que ha posibilitado el desarrollo de unas determinadas  capacidades técnicas. El objetivo del centro es precisamente poner al servicio de la sociedad  sus medios y capacidades.

A continuación se presenta una breve descripción de aquellos infraestructuras y equipamiento técnico de carácter singular disponibles en el centro, así como los posibles servicios de apoyo tecnológico hacia el exterior ofertados por el centro.


  Servicio de Computación Avanzada

El IFCA cuenta con experiencia a nivel internacional en técnicas de computación avanzada: computación distribuida en entorno Grid, ejecución en paralelo utilizando MPI, integración de sistemas de almacenamiento paralelo cómo GPFS, gestión de clusters de servidores, uso de redes locales y WAN 10Gb, instalación y uso de grandes bases de datos, y virtualización.

Por un lado la infraestructura instalada en el CPD del IFCA cuenta con un cluster de más de 1500 cores con conexión Infiniband y un almacenamiento de muy alto rendimiento de más de 900 Terabytes, con software específico propio que permite incluso la supercomputación interactiva.

Por otro lado el IFCA participa destacadamente en las iniciativas nacionales e internacionales mas relevantes en este campo, desde la Red Española de Supercomputación a la Iniciativa Grid Europea, lo que permite acceder a un gran catálogo de recursos disponibles para la ejecución de aplicaciones, desde supercomputadores a grandes redes de clusters interconectados.

Pero nuestro mejor activo es el equipo del IFCA en esta línea, conjuntando investigadores senior con experiencia en la asesoría y en la dirección de proyectos, junto a excelentes profesionales jóvenes tanto en gestión de sistemas como en desarrollo de software e integración de aplicaciones. Este equipo colabora de forma regular en proyectos con centros internacionales, y también en distintos proyectos regionales, nacionales y europeos con empresas nacionales, especialmente PYMES. 

  Laboratorio de Metrología

El laboratorio dispone de 120 m2 aislado térmica y estructuralmente para realizar medidas de precisión. Está equipado con tres bancos ópticos de granito con mecanizado sub-milimétrico, totalizando 12 m de longitud. Estos bancos disponen de un aislamiento neumático. Dentro del laboratorio también disponemos de un Electro-imán de 2 Teslas para caracterización de diferentes equipos frente a campos magnéticos y para realizar ensayos. Además de los equipos indicados a continuación, dispone de elementos más comunes de metrología (micrómetros, calibres, sondas de temperatura y humedad), así como patrones dimensionales normalizados para realización de calibraciones.

El laboratorio cuenta desde el 2008 con la certificación de calidad ISO 9001 para la verificación dimensional de piezas y calibración de instrumentación de medida dimensional.

  Sala Limpia

Se trata de una instalación capaz de mantener unas condiciones de trabajo interiores determinadas, independientemente del ambiente exterior y de los procesos que se lleven a cabo en ella. La sala limpia se enmarca dentro de las típicamente empleadas en el área de microelectrónica, manteniendo el  aire con un alto grado de pureza.

La sala tiene una superficie de 30 m2, presurizada a +30 Pa, y dispone de una presala (SAS) de 6 m2, a +15Pa. De acuerdo con la norma ISO 14644 la sala de trabajo es clase 5.5 y el SAS  clase 8.  El acondicionamiento del aire proporciona un caudal de 4700 m3/h y unas condiciones ambientales variables de temperatura (18-25 °C) y humedad relativa (50-70%). El cerramiento es de resina fenólica y el suelo es de PVC antiestático y conductor mediante malla a tierra. 

También se dispone de un monitor en tiempo real de partículas para garantizar la calidad del aire según la norma arriba citada.

  Cámara Térmica

El IFCA tiene instalada una cámara de ensayos térmicos, modelo CET -70/180, fabricado por DYCOMETAL. Este equipo sirve para la realización de pruebas de calentamiento o enfriamiento sobre materiales, componentes electrónicos u otros objetos susceptibles de modificar su comportamiento físico en función de la temperatura de trabajo o de las fluctuaciones térmicas a las que esté sometido. Los ensayos se efectúan con programación mediante un regulador programador.

Algunas de las características básicas son:

  • El volumen útil de la cámara es de 180 l. y la temperatura puede ser regulada desde -70 hasta +100 °C, con una homogeneidad en su interior de ± 1 °C.

  • La precisión en la regulación de la temperatura es de ± 0.1 °C.

  • Los gradientes  térmicos son de 1 °C/min en refrigeración y de 2 °C/min en calefacción.

    Dispone de iluminación interior, bandeja para muestras, pasa-cables a través de una pared lateral y de una mirilla  de observación en la puerta de acceso.

  Laboratorio de Comunicaciones Ópticas

El centro dispone de un Laboratorio de Comunicaciones Ópticas. El principal objetivo del laboratorio es la mejora del funcionamiento de los Sistemas de Comunicaciones Ópticas basados en láseres de semiconductor. Cuenta con un equipamiento que permite la caracterización, en el dominio temporal y espectral, de fuentes de luz y de componentes ópticos pasivos. Dispone además de un generador de pulsos y tramas con detector de errores que permite la modulación de las fuentes de luz y la evaluación del canal de transmisión a altas tasas de bit (hasta 12.5 Gb/s).

 Taller de Mecánica

En el taller mecánico se mecanizan piezas de alta precisión por arranque de viruta. Para ello se dispone de una fresadora y de un torno de reciente incorporación. También se realizan trabajos de conformado de chapa mediante una cizalla y una plegadora.

Centro de mecanizado de control numérico. Estos equipos permiten la fabricación de piezas mecánicas de precisión. Tales piezas vienen siendo empleadas en la elaboración de sistemas opto-mecánicos,  en prototipos de detección,  en montajes de laboratorio  o para la construcción de grandes detectores de partículas. Actualmente disponemos de dos equipos:

  • Modelo CONCEPT MILL 300, fabricado por EMCO.
  • Modelo SMC5, fabricado por HARTFORD. Cofinanciación FEDER.

Torno CNC. Modelo Compact Turn 52, fabricado por XYZ de reciente adquisición. Este equipo permite la fabricación de piezas mecánicas de revolución de alta precisión.  Su utilidad será la fabricación de componentes para su utilización en ensayos realizados en el laboratorio así como en su implantación en grandes detectores de partículas o en instrumentación astronómica.

El laboratorio cuenta desde el 2008 con la certificación de calidad ISO 9001 para el mecanizado de precisión.

  Equipamiento singular

Disponemos entre otros de los siguientes equipos de precisión:

Máquina de visión: Aparato de metrología MMC de no contacto. Se utiliza para medir piezas o estructuras extremadamente pequeñas así como  detalles pequeños  o aquellas que se puedan deteriorar por contacto. La medición se basa en la técnica de procesado de imágenes. El modelo instalado en el IFCA es el Quick Scope QS200Z de Mitutoyo.

Perfilómetro: Se trata del modelo Scan Explorer de Nanofocus. Se compone de sensores cromáticos con focales  que  nos permite observar con una resolución de 15 nm los cambios en una superficie en la dirección perpendicular a esta. Dispone de software de manejo de máquina y de software de tratamiento de datos obtenidos. Se pueden utilizar varias unidades con sensores diferentes, cada una con una precisión y resolución diferentes.

Máquina de medición por coordenadas: Se trata de una máquina de medición por contacto de la casa Mitutoyo, modelo Crysta Apex C 574. Este equipo dispone de un sistema de compensación de las fluctuaciones dimensionales de la propia máquina por variación de temperatura respecto a 20 °C.  Permite realizar medidas con un precisión del orden de micras.

Interferómetro: Calibrado en el 2009 por el CEM, se trata de un modelo AGILENT 5529. Nos permite realizar medidas de distancia, así como de ángulos, rectitud y planitud. Dispone de un sistema de control ambiental que nos permite eliminar los errores en el cálculo debido a las condiciones atmosféricas. La precisión, resolución y exactitud dependen de la configuración y la magnitud a medir, ya que dispone de distintos conjuntos de piezas ópticas de alta precisión que nos permiten medir diferentes variables.  La precisión de la medidas es  inferior a la micra.

Sistemas de caracterización eléctrica: Para realizar la caracterización eléctrica de dispositivos semiconductores se dispone de un sistema que permite obtener con gran precisión las curvas Corriente-Voltaje (I-V) y Capacidad-Voltaje (C-V) de dispositivos semiconductores tales como sensores de silicio, diodos, etc. Así como la medición de capacitancias, resistencias y demás parámetros eléctricos directamente en el dispositivo a caracterizar.

Estación de puntas: Se trata de un Analytical probe station Everbeing Model BD-8 que incluye mesa de soporte para obleas (wafers) de hasta 200mm, sistema de desplazamiento milimétrico manual, microscopio, soporte de puntas de prueba, puntas de prueba con controladores para microposicionamiento manual, cámara digital con software, mesa anti-vibratoria, caja de faraday para apantallamiento,  bomba de vació para sujeción de obleas en el chuck, etc.

Sistema de caracterización de semiconductores: Se trata de una máquina Keithley 4200-SCS que constituye la solución más efectiva para el desarrollo de tecnologías sobre semiconductores, modelado de dispositivos semiconductores, caracterización, etc. Es un equipo modular cuyos módulos o unidades van a depender de la actividad a realizar. El equipo con el que cuenta el IFCA incluye una unidad de medida de C-V y dos módulos fuente y medidor (Source Measure Unit, SMU) para medidas de I-V. El rango de voltaje de la fuente va hasta los 200 voltios y el nivel de corriente medida del orden de los femto amperios (1x10-15 Amperios).

Elipsómetro espectroscópico: De ángulo variable  y modular compatible con sala blanca, modelo GES5E de SOPRA LAB.  Se emplea para caracterización “NDK” (índice de refracción, índice de absorción, grosor) para medios multicapa. Puede operar en modo espectrómetro UV-VIS-NIR de alta resolución (rango espectral de trabajo: 250 nm -2000 nm) y en modo espectrógafo rápido CCD UV_VIS (rango 250nm-1000nm). ). La técnica óptica de elipsometría permite el análisis de superficies  de modo no destructivo, con alta sensibilidad, gran rango de medida y reproductibilidad. La elipsometría espectroscópica permite la medida de estructuras complejas como multicapas, interfases y heterogeneidades. El equipo  permite su extensión para aplicaciones de fotometría y escatometría, aasi como para trabajos en temperatura y control ambiental.

El laboratorio cuenta desde el 2011 con la certificación de calidad ISO 9001 para la caracterización eléctrica de semiconductores.


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