課程概述
「微機電系統技術及應用」慕課由清華大學深圳國際研究生院董瑛副教授授課,課程主要通過介紹典型的MEMS器件來使學生瞭解微機電系統中微結構的特性、微傳感與驅動的原理,從而幫助學生初步掌握MEMS器件的設計思路和優化方法,使學生對微機電系統的設計、加工、測試、應用有一個完整的認識。本課程包括課程概論、MEMS加工技術、微壓阻式壓力傳感器、硅微麥克風、微慣性傳感器、靜電微執行器、壓電微執行器、微流控器件等八個部分的內容。課程幫助學生掌握從事微機電系統設計與研究工作的必備知識,對於培養學生的工程能力有重要意義。
教學單元
1 課程概論
什麼是微機電系統
機電系統微型集成化的意義
微尺度效應
MEMS發展歷史
本課程學習內容與學習方法
2 MEMS加工技術
MEMS與半導體平面加工技術
光刻工藝
薄膜沉積工藝
刻蝕工藝
摻雜工藝
MEMS器件的加工過程
3 微壓阻式壓力傳感器
MEMS壓力傳感器的工作原理
微尺度膜片及其特性
微尺度應變器及其特性
應變器電阻變化的電學測量
應變器在膜片上的佈置
一個實例及壓力傳感器封裝問題
4 硅微麥克風
MEMS麥克風的工作原理
微尺度電容器及其特性
准靜態模型及線性化
電容信號的檢測方法
硅微麥克風的加工及封裝
微壓電式麥克風
5 微慣性傳感器
MEMS加速度計的工作原理
微尺度的梁和彈簧
MEMS壓阻式加速度計
差分電容檢測方式
ADXL系列加速度計
MEMS陀螺
微慣性測量組合及其應用
6 靜電微執行器
靜電微執行器的工作原理
基於平行平板電容器的微執行器——彎曲式
基於平行平板電容器的微執行器——扭轉式
基於梳狀叉指電容器的微執行器
靜電微馬達
7 壓電微執行器
壓電材料與壓電效應
微系統中的壓電薄膜
微尺度壓電單元的驅動特性
壓電微鏡
壓電微泵
8 微流控器件
微流控系統概述
微尺度流道與流體
微流體驅動——壓差驅動
微流體驅動——毛細管驅動
微流體驅動——電動驅動
芯片PCR
課程列表
名稱 時間長度
第01講什麼是微機電系統 00:03:08
第02講機電系統微型集成化的意義 00:03:28
第03講微尺度效應 00:07:27
第04講MEMS發展歷史 00:06:24
第05講本課程學習內容與學習方法 00:04:55
第06講MEMS與半導體平面加工技術 00:02:54
第07講光刻工藝 00:16:37
第08講薄膜沉積工藝 00:08:08
第09講刻蝕工藝 00:11:51
第10講摻雜工藝 00:01:45
第11講MEMS器件的加工過程 00:03:36
第12講MEMS壓力傳感器的工作原理 00:03:57
第13講微尺度膜片及其特性 00:04:54
第14講微尺度應變器及其特性 00:05:13
第15講應變器電阻變化的電學測量 00:06:22
第16講應變器在膜片上的佈置 00:04:15
第17講一個實例及壓力傳感器封裝問題 00:03:24
第18講MEMS麥克風的工作原理 00:03:46
第19講微尺度電容器及其特性 00:05:36
第20講准靜態模型及線性化 00:07:01
第21講電容信號的檢測方法 00:06:33
第22講硅微麥克風的加工及封裝 00:06:18
第23講微壓電式麥克風 00:04:10
第24講MEMS加速度計的工作原理 00:06:12
第25講微尺度的梁和彈簧 00:08:04
第26講MEMS壓阻式加速度計 00:01:33
第27講差分電容檢測方式 00:04:27
第28講ADXL系列加速度計 00:03:53
第29講MEMS陀螺 00:06:06
第30講微慣性測量組合及其應用 00:02:24
第31講靜電微執行器的工作原理 00:05:37
第32講基於平行平板電容器的微執行器——彎曲式 00:12:06
第33講基於平行平板電容器的微執行器——扭轉式 00:07:32
第34講基於梳狀叉指電容器的微執行器 00:08:58
第35講靜電微馬達 00:05:37
第36講壓電材料與壓電效應 00:05:38
第37講微系統中的壓電薄膜 00:06:52
第38講微尺度壓電單元的驅動特性 00:06:23
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