 שנה"ל תשע"ו | |||||||||||||||||||||||||
 |
 |
||||||||||||||||||||||||
|
תכן ומידול של Mems (מערכות אלקטרו-מכניות זעירות)
Design & Modeling of Micro Electro Mechanical Systems (Mems) |
0540-6606-01 | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| הנדסה | |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
ש"ס: 3.0
סילבוס מקוצר
משקל: 3
דרישות קדם: 0542.4221 מבוא לתורת האלסטיות; 0542.2200 מכניקת המוצקים (1); 42.2300 מכניקת המוצקים (2)
מבוא ל-MEMS. סקירה כללית של יישומים עיקריים של MEMS. סקירה כללית של שיטות הייצור של MEMS. שלבים עיקריים של התיכון של מערכות MEMS. סקירה של שיטות העירור וחישה. עקרונות המידול. רמות המידול, מידול ברמת ההתקן וברמת המערכת. תכונות החומרים לבניית מיקרו-מערכות. כוחות שפועלים במיקרו-מערכות ותורת הסקאלינג (scaling). עירור אלקטרוסטטי. ניסוח מתמטי של בעיה אלקטרומכנית מצומדת. פתרון של בעיות טיפוסיות של עירור אלקטרוסטטי. פתרון של בעיות יציבות במיקרו-מערכות עם עירור אלקטרוסטטי. אנליזה דינמית של מערכות אלקטרוסטטיות. מנגנוני ריסון ב-MEMS, מודלים לשכבות סחוטות (squeeze film). גישות מפושטות לחישובי כוחות אלקטרוסטטיים. שימוש בפתרון של בעיית השדה לצורך חילוץ מאקרו-פרמטרים macro parameters)) ואנליזה ברמת שימוש בשיטות חישוביות לפתרון בעיות של העירור וחישה אלקטרוסטטיים. שימוש בתוכנות מסחריות לאנליזת מיקרו-מערכות.
Course description
Credit Points: 3
Pre-requisites: Introduction to Elasticity-0542.4221; Solid Mechanics (1)-0542.2200; Solid Mechanics (2)-0542.2300.
Introduction to MEMS. Review of main applications of MEMS. Review of main fabrication approaches, main stages of MEMS design. Sensing and actuation methods. Principles of modeling of microdevices, levels of modeling, physical level and system level modeling. Mechanical properties of materials used in micro-devices. Forces acting in micro-devices, introduction to scaling theory. Electrostatic actuation. Mathematical formulation of a coupled electro-mechanical problem, solution of typical problems of electrostatically actuated devices. Stability analysis of electrostatically actuated device, dynamics of electrostatic MEMS. Damping mechanisms in MEMS, squeeze film analysis. Simplified approaches for evaluation of electrostatic forces. Utilization of the solution of the field problem for parameters extraction and construction of macro-models for system level analysis. Numerical methods for the analysis of MEMS with electrostatic actuation, use of commercially available tools for MEMS design.
Pre-requisites: Introduction to Elasticity-0542.4221; Solid Mechanics (1)-0542.2200; Solid Mechanics (2)-0542.2300.
Introduction to MEMS. Review of main applications of MEMS. Review of main fabrication approaches, main stages of MEMS design. Sensing and actuation methods. Principles of modeling of microdevices, levels of modeling, physical level and system level modeling. Mechanical properties of materials used in micro-devices. Forces acting in micro-devices, introduction to scaling theory. Electrostatic actuation. Mathematical formulation of a coupled electro-mechanical problem, solution of typical problems of electrostatically actuated devices. Stability analysis of electrostatically actuated device, dynamics of electrostatic MEMS. Damping mechanisms in MEMS, squeeze film analysis. Simplified approaches for evaluation of electrostatic forces. Utilization of the solution of the field problem for parameters extraction and construction of macro-models for system level analysis. Numerical methods for the analysis of MEMS with electrostatic actuation, use of commercially available tools for MEMS design.