课程编号: 102M4007H-2 |
课时: 50 |
学分: 3.0 |
课程属性: 专业核心课 |
主讲教师:杨晋玲等 |
英文名称: Micro-Electro-Mechanical System |
教学目的、要求
MEMS技术是微电子技术的延伸与拓宽,以MEMS为基础发展的智能化、微型化新系统对我们的生产和生活方式产生了重要影响。本课程为微电子与固体电子学学科的基础课,主要讨论MEMS器件和系统的基本原理、特点、制作工艺、应用和发展前景。通过这门课让学生掌握MEMS的基础理论知识、发展历程和发展方向,拓展学生的视野,为后续的相关研究工作奠定基础。
预修课程
教 材
主要内容
第一章:MEMS和微系统概论(3学时)
1. MEMS的基本概念和特点
2. MEMS的发展历程
3. MEMS的应用
第二章:MEMS材料(3学时)
1. 物质的基本结构简介
2. 单晶硅的晶体结构
3. 单晶硅的电学、物理和力学性能
4. 其它MEMS常用材料
5. MEMS材料重要的物理性能
第三章:微系统工作原理(9学时)
1. MEMS换能原理
2. MEMS制动器
3. MEMS传感器
第四章:微型化的尺度效应(3学时)
1. 微型化的需求及优势
2. 几何结构学中的尺度效应
3. 刚体动力学中的尺度效应
4. 物理学和流体力学中的尺度效应
第五章:纳米科学简介(3学时)
1. NEMS的概念和特点
2. NEMS的加工技术
3. NEMS的应用及发展趋势
第六章:微系统设计(6学时)
1. 弹性力学的基本概念
2. 杆和薄板的静力弯曲
3. 机械振动
4. 薄膜力学
5. 有限元应力分析方法
第七章:热流体 (6学时)
1. 宏观和介观流体力学基本概念
2. 连续介质流体动力学基本方程
3. 圆管中的层流流动
4. 微管道中不可压缩流体的流动
5. 亚微米和纳米尺度的流体流动
第八章:MEMS制作工艺(6学时)
1. MEMS常用材料及制备方法
2. MEMS常用工艺
3. 表面加工工艺与体硅加工工艺
4. MEMS工艺流程设计中的问题
第九章:MEMS测试技术(3学时)
1. MEMS材料与结构测试方法
2. MEMS器件测试方法
3. MEMS测试中的问题
第十章:MEMS封装方法(3学时)
1. 管壳封装方法
2. 晶圆级封装方法
总复习和答疑(3学时)
考试(2学时)
参考文献
1. Foundations of MEMS, Chang Liu, Pearson Education, Inc.,
2. MEMS 和微系统设计与制造,徐泰然( Tai-Ran Hsu) 著,机械工业出版社,
3. MEMS Introduction and Fundamentals,Mohamed Gad-el-Hak,CRC Press Taylor & Francis Group.
4. Analysis and Design Principles of MEMS Devices, Minhang Bao, Elservier.