ETD 1903

OPISY KURSÓW
•
Kod kursu:
ETD 1903
•
Nazwa kursu:
Mikrosystemy I
•
Język wykładowy:
polski
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
20
zaliczenie
2
60
•
Poziom kursu
zaawansowany
•
Wymagania wstępne: brak
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Jan Dziuban, dr hab. inŜ.
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: Rafał
Walczak, dr inŜ.;
•
Rok:
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny): obowiązkowy
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): wiedza na temat mikrosystemów
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna
(podstawowy/zaawansowany):
studia
I
stopnia
stacjonarne,
I Semestr: 1
• Krótki opis zawartości całego kursu: Podstawy materiałowe, technologiczne i
konstrukcyjne mikrosystemów. Czujniki mikromechaniczne i aktuatory w zastosowaniach w
technice, rozwiązania szczegółowe, przegląd parametrów. Mikroinstrumenty pomiarowe,
mikromaszyny, mikrosystemy chemiczne i bio-medyczne. Wstęp do mikrosystemów
optycznych. Ekonomia i rozwój mikrosystemów.
•
Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin):
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
Liczba godzin
1. Wiadomości wstępne, definicja, systematyka mikrosystemów, podstawy
mikroelektroniczne
mikrosystemów. Podstawowe procesy planarne i
2
przestrzenne formujące mikrosystemy. Rola krzemu monokrystalicznego.
2. Mikroobróbka metodą mokrą: głębokie trawienie anizotropowe i
izotropowe, podstawowe konstrukcje mikromechaniczne i ich technologia.
2
Obróbka powierzchniowa, przykłady konstrukcji.
3. Mikroobróbka metodą suchą, trawienie DRIE. Technika LIGA i SU8.
Konstrukcje statyczne i ruchome, mikromaszyny i mikroroboty.
2
1
4. Bonding mikromechaniczny, wykorzystanie w technologii mikrosystemów,
MEM-y i MEMSY wielowarstwowe.
5. Mikro i Nanosystemy: technologie mikromechaniczne i mikrosystemowe
jako wstęp do nanotechnologii. Przykłady technologiczno-konstrukcyjne.
Mikroinzynieria a nanoinŜynieria.
6. Czujniki i przetworniki ciśnienia: przetworniki tensometryczne i
pojemnościowe, membrany płaskie i bossed. Chipy na szkle, opakowanie
czujników. Parametry, kompensacja i normalizacja czujników. Producenci i
zastosowanie techniczne w tym w sprzęcie AGD i motoryzacji.
7. Czujniki i przetworniki przyspieszenia, wibracji i uderzeń. Sensory air-bag,
Ŝyroskopy zintegrowane. Wykorzystanie techniczne.
8. Mikrosystemy analityczne i mikroreaktory chemiczne, bio-chipy.
Sterowanie mikro przepływami, mikro sensory.
9. Mikrosystemy optyczne MEOMS: mikrosoczewki, siatki dyfrakcyjne i filtry.
Rzutniki obrazu DMD i inne, przełączniki i modulatory wiązek światła.
10. Ekonomia mikrosystemów: wykorzystanie w produktach wytwarzanych w
Polsce i Unii Europejskiej, wpływ mikrosystemów na rynek pracy ze
szczególnym uwzględnieniem uwarunkowań Polskich. Kolokwium.
•
Ćwiczenia - zawartość tematyczna:
•
Seminarium - zawartość tematyczna:
•
Laboratorium - zawartość tematyczna:
•
Projekt - zawartość tematyczna:
2
2
2
2
2
2
2
• Literatura podstawowa:
1. J. Dziuban, Technologia i zastosowanie mikromechanicznych struktur krzemowych I
krzemowo-szklanych w technice mikrosystemów, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, 2004
2. J. Dziuban, Bonding in Microsystem Technology, Springer, Berlin - London – New York,
2006
3. N. Maluf, K.Wiliams, An introduction to Microelectromechanical Systems Engineering,
4. Artech House, Boston – London, 2004
5. P. Rai-Choudhury (ed) MEMS and MOEMS Technology and Applications, SPIE Press,
Washington, 2000
• Literatura uzupełniająca:
J. Micromechanics & Microengineering, Sensors and Actuators, J. of Sensors IEEE,
J. of MEMS, J. of Microsystem Technology, Proceed. Eurosensors and Transducers.
•
Warunki zaliczenia: ocena z kolokwium
* - w zaleŜności od systemu studiów
2
DESCRIPTION OF THE COURSES
•
Course code:
ETD 1903
•
Course title:
Microsystems
•
Language of the lecturer:
Polish
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Classes
Laboratory
Project
Seminar
20
credit
2
60
•
Level of the course (basic/advanced): second cycle studies, mode of study; part-time
extramural studies, advanced
•
Prerequisites: none
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Jan Dziuban, PhD, DSc
•
Names, first names and degrees of the team’s members: Rafał Walczak, PhD
•
Year: I Semester:
•
Type of the course (obligatory/optional): obligatory
1
• Aims of the course (effects of the course): knowledge of microsystem technique
•
Form of the teaching (traditional/e-learning): traditional
• Course description: Materials, technological and constructional principles of
microsystems. Micromechanical sensors and actuators, technical applications, details,
parameters. Micro instrumentation, micromachines, chemical/bio medical microsystems.
Introduction to MEOMS. Market and development.
• Lecture:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Particular lectures contents
Number of hours
Inroduction,
definitions,
systematic
of
moicrosystems,
2
microelectronical principles of microsystem technology. Basic planar
and 3-D procedures. Monocrystalline silicon and its role.
Deep wet micromachining: anizotropic/isotropic etching, basic
2
constructions. Surface micromachining.
Dry micromachining; DRIE. LIGA and SU8 technique. Static and
2
movable constructions, micromachines and microrobots
Bonding in microsystem technology, sandwiched MEM and MEMS.
2
Micro and nanosystems: micro as introduction to nano. Examples of
2
technical realization of nanosystems. Micro and nanoengineering.
Pressure sensors and transducers, tensometric and capacitive
2
transducing, flat and bossed membranes. Die-on-glass, packaging.
3
Compensation and normalization of sensors and transducers.
Manufacturers, application in home equipment, automobiles industry
etc.
7. Acceleration sensors and transducers. Sensors of shocks, vibration,
yaw sensors, gyroscopes. Technical applications.
8. Total analysis systems, microreactors, bio-chips. Flow maintaining,
fluidic microsensors.
9. MEOMS: microlenses, diffraction grids, filters, DMD projectors,
switchers, modulators of light beam, adaptive microptics.
10. Microsystems economy; microsystems in Polish and EC products.
Jobs places and microsystems technology. Qualification work.
•
Classes – the contents:
•
Seminars – the contents:
•
Laboratory – the contents:
•
Project – the contents
•
Basic literature:
2
2
2
2
1. J. Dziuban, Technologia i zastosowanie mikromechanicznych struktur krzemowych i
krzemowo-szklanych w technice mikrosystemów, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, 2004
2. J. Dziuban, Bonding in Microsystem Technology, Springer, Berlin - London – New York,
2006
3. N. Maluf, K.Wiliams, An introduction to Microelectromechanical Systems Engineering,
4. Artech House, Boston – London, 2004
5. P. Rai-Choudhury (ed) MEMS and MOEMS Technology and Applications, SPIE Press,
Washington, 2000
•
Additional literature:
J. Micromechanics & Microengineering, Sensors and Actuators, J. of Sensors IEEE,
J. of MEMS, J. of Microsystem Technology, Proceed. Eurosensors and Transducers.
•
Conditions of the course acceptance/credition: positive qualification test result
* - depending on a system of studies
4