Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Nie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Inżynieria mikrosystemów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-ELxxx-MSP-MIK Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Inżynieria mikrosystemów
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Materiały i nanotechnologie )-Mikroelektronika, fotonika i nanotechnologie-mgr.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

MIK

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

  • Efekty kształcenia:
  • Znajomość podstaw projektowania oraz technologii mikrosystemów oraz wybranych rozwiązań konstrukcyjnych ich obudów.
    Student powinien umieć zaprojektować prosty mikrosystem oparty na Si, praktycznie wykonać operacje montażu mikrosystemu do podłoża oraz wykonać połączenia elektryczne w obudowie (poprzez montaż drutowy lub metodą flip chip).
  • Cel przedmiotu: Zapoznanie studentów z różnymi technikami stosowanymi przy projektowaniu, symulacjach i wytwarzaniu mikrosystemów. Omówione zostaną podłoża stosowane w mikrosystemach oraz głęboka mikroobróbka krzemu. Przedstawione zostaną podstawowe konstrukcje przestrzenne stosowane w czujnikach, aktuatorach i mikrosystemach. Szczególna uwaga zwrócona zostanie na stosowane najnowsze technologie wykonywania połączeń elektrycznych, mechanicznych i cieplnych stosowanych w mikrosystemach oraz formowania obudów mikrosystemów. Omówione zostaną techniki bondingu niskotemperaturowego, (...)
  • Pełny opis:

  • Efekty kształcenia:

  • Znajomość podstaw projektowania oraz technologii mikrosystemów oraz
    wybranych rozwiązań konstrukcyjnych ich obudów.

    Student powinien umieć zaprojektować prosty mikrosystem oparty na Si,
    praktycznie wykonać operacje montażu mikrosystemu do podłoża oraz
    wykonać połączenia elektryczne w obudowie (poprzez montaż drutowy lub
    metodą flip chip).

  • Cel przedmiotu: Zapoznanie studentów z różnymi technikami
    stosowanymi przy projektowaniu, symulacjach i wytwarzaniu
    mikrosystemów. Omówione zostaną podłoża stosowane w mikrosystemach oraz
    głęboka mikroobróbka krzemu. Przedstawione zostaną podstawowe
    konstrukcje przestrzenne stosowane w czujnikach, aktuatorach i
    mikrosystemach. Szczególna uwaga zwrócona zostanie na stosowane
    najnowsze technologie wykonywania połączeń elektrycznych, mechanicznych
    i cieplnych stosowanych w mikrosystemach oraz formowania obudów
    mikrosystemów. Omówione zostaną techniki bondingu niskotemperaturowego,
    wysokotemperaturowego i eutektycznego oraz ich zastosowanie w
    konstrukcji wybranych czujników i aktuatorów, a także w obudowach
    mikrosystemów optoelektronicznych. Zwrócona zostanie uwaga na
    aspekty niezawodności pracy mikrosystemów. Zdobytą wiedzę studenci
    wykorzystają w trakcie laboratorium do wykonywania operacji montażowych
    oraz oceny ich użyteczności do wykonywania mikrosystemów.


  • Treść wykładu
    Wstęp (2h)

    Definicja mikrosystemu. Rynek mikrosystemów, czołowi producenci.
    Obudowa mikrosystemu a obudowa mikroelektroniczna. Wyzwania techniczne
    stojące przed projektantami mikrosystemów.

    Techniki projektowania mikrosystemów i ich integracji (4 h)

    Zasady tworzenia i projektowania funkcji elektrycznych, mechanicznych i
    cieplnych oraz przepływu płynów w mikrosystemie (dobór systemów
    chłodzenia, wpływ naprężeń i przepływów na funkcje elektryczne)

    Symulacje w mikrosystemach (2h)

    Modele mikrosystemów: algorytmiczny, wykonawczy. Modele na poziomie
    struktury, przyrządu i obwodu. Symulacje zjawisk fizycznych, symulacje
    procesów technologicznych.

    Podłoża dla mikrosystemów (2h)

    Podłoża organiczne, ceramiczne(Al2O3, AlN , BeO), Si, SiC oraz LTCC.
    Podłoża zaawansowane z wbudowanymi elementami optycznymi.
    Kompatybilność podłoży z funkcjami mikrosystemu.

    Głęboka mikroobróbka przestrzenna krzemu (4 h)

    Mechaniczne właściwości krzemu, Głębokie anizotropowe trawienie krzemu,
    Podstawowe konstrukcje mikromechaniczne: membrany, V-rowki, pryzmy,
    U-rowki, viale, otwory, konstrukcje ruchome, ostrza.

    Techniki połączeń elektrycznych dla mikrosystemów (4 h)

    Lutowanie, spawanie, montaż drutowy (ultra-, termo-, oraz
    ultratermokompresyjny), TAB, Flip-chip, połączenie w MCM i SiP,
    połączenia 3D). Połączenia w oparciu o kleje elektrycznie przewodzące
    oraz o nanomateriały

    Techniki wykorzystywane w formowaniu obudów mikrosystemów (4 h)

    Przygotowanie powierzchni do łączenia; bonding: fuzyjny,
    wysokotemperaturowy, niskotemperaturowy oraz anodowy.

    Obudowy mikrosystemów (2 h)

    Funkcje obudowy, obudowa na poziomie struktury, obudowa na poziomie
    podzespołu. Rozwiązania obudów metalowych, plastykowych,
    ceramicznych. Obudowy hermetyczne oraz próżnioszczelne. Obudowy
    przystosowane do produkcji masowej.

    Obudowy podzespołów optoelektronicznych (2 h)

    Panele displey`ów (COG, COF), obudowy podzespołów optoelektronicznych
    (laserowych, LED)

    Obudowy na poziomie systemów (2 h)

    (SOC technology, SiP technology, RF package technology)

    Podstawy niezawodności mikrosystemów (2h)

    Testy niezawodności, testy przyspieszone. Procedury i standardy w
    ocenie niezawodności




    Zakres laboratorium
    1. Technologia wykonywania mikropołączeń, montaż flip chip
      (3h)

    2. Techniki połączeń oparte na izotropowych i anizotropowych klejach
      elektrycznie przewodzących (3 h)

    3. Anizotropowe trawienie krzemu w roztworze TMAH (3h) (projekt,
      symulacja, a następnie realizacja v-rowków, belek, membran lub piramid)

    4. Charakteryzacja elementów mikrosystemu (3h) (obserwacje pod
      mikroskopem SEM i konfokalnym, na profilometrze: podłoży, struktur
      przestrzennych wykonanych na poprzednim laboratorium, połączeń
      wykonanych na poprzednich laboratoriach)

    5. Technologia połączeń dla czujników opartych na
      przestrzennych strukturach krzemowych (3h)

    Literatura:

      1. Opracowane materiały do wykładu w PowerPoincie.

      2. Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych zawierające wprowadzenie
        teoretyczne oraz przewodnik do wykonania części praktycznej.

      3. Jin Y. WangZ. Chrn J.: "Introduction to Microsystem Packaging
        Technology", CRS Press Taylor & Francis Group, 2011, ISBN: 978-1-4398-1910-4

      4. Lau J.H., Lee Ch.K., Premachandran C.S., Aibin Y.: "Advanced MEMS
        Packaging", Mc Graw Hill, 2010, ISBN:978-0-07-162623-1

      5. Dziuban J.A.: "Technologia i zastosowanie mikromechanicznych
        struktur krzemowych i krzemowo-szklanych w technice
        mikrosystemów", Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej,
        Wrocław, 2004, ISBN 83-7085-776-0

    Metody i kryteria oceniania:

    Dwa kolokwia wykładowe; pierwsze godzinne na 8. wykładzie i drugie godzinne na ostatnim wykładzie. Każde ćwiczenie laboratoryjne poprzedzone wejściówką.

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
    Wybrany podział planu:


    powiększ
    zobacz plan zajęć
    Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 24 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Piotr Firek
    Prowadzący grup: Piotr Firek, Krystian Król
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
    Wybrany podział planu:


    powiększ
    zobacz plan zajęć
    Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Ryszard Kisiel
    Prowadzący grup: (brak danych)
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
    Wybrany podział planu:


    powiększ
    zobacz plan zajęć
    Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Ryszard Kisiel
    Prowadzący grup: Ryszard Kisiel
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
    Wybrany podział planu:


    powiększ
    zobacz plan zajęć
    Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Ryszard Kisiel
    Prowadzący grup: Ryszard Kisiel
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
    Wybrany podział planu:


    powiększ
    zobacz plan zajęć
    Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Ryszard Kisiel
    Prowadzący grup: Ryszard Kisiel
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
    Wybrany podział planu:


    powiększ
    zobacz plan zajęć
    Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Ryszard Kisiel
    Prowadzący grup: Ryszard Kisiel
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

    Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
    Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.