微機(jī)電系統(tǒng)概論教學(xué)大綱

微機(jī)電系統(tǒng)概論教學(xué)大綱目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、課程開(kāi)設(shè)目的與要求2\o"CurrentDocument"二、教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題3三、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配3第一章微機(jī)電系統(tǒng)概述3第一節(jié)MEMS的形成4第二節(jié)MEMS的原理設(shè)計(jì)4第三節(jié)MEMS制造技術(shù)4第二章微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)4第一節(jié)集成電路使用的材料；4第二節(jié)薄膜制造及外延生長(zhǎng)；4第三節(jié)氧化技術(shù)；4第三章微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法學(xué)4第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；4第二節(jié)接口設(shè)計(jì)；4第三節(jié)微傳感器布陣設(shè)計(jì)方法；4第四節(jié)微觀力學(xué)的應(yīng)用；4第五節(jié)MEMS的尺度效應(yīng)；4第六節(jié)MEMS的建模和仿真技術(shù)的應(yīng)用；4第四章微機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)4第一節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基本方法；4第二節(jié)微幾何量測(cè)量；5第三節(jié)微機(jī)電材料特性檢測(cè)；5第五章典型微機(jī)電系統(tǒng)的組成5第一節(jié)微型傳感器；5第二節(jié)微執(zhí)行器；5第六章微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用5第一節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在汽車(chē)中的應(yīng)用；5第二節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在信息技術(shù)中的應(yīng)用；5第三節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用；5第四節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用。5四、授課學(xué)時(shí)分配5\o"CurrentDocument"五、實(shí)踐環(huán)節(jié)安排6\o"CurrentDocument"六、教材及參考書(shū)目7課程名稱(chēng)：微機(jī)電系統(tǒng)概論課程編號(hào)：056506英文名稱(chēng)：Micro-Electro-MechanicalSystems(MEMS)課程性質(zhì)：獨(dú)立設(shè)課課程屬性：專(zhuān)業(yè)限選課應(yīng)開(kāi)學(xué)期：第8學(xué)期學(xué)時(shí)學(xué)分：課程總學(xué)時(shí)___32,其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)一一一0。課程總學(xué)分一一一2學(xué)生類(lèi)別：本科生適用專(zhuān)業(yè)：自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。先修課程：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)理論、機(jī)械原理與設(shè)計(jì)理論、測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械控制工程等課程。一、課程開(kāi)設(shè)目的與要求微機(jī)電系統(tǒng)是制造工程領(lǐng)域的最重要發(fā)展方向之一，也是高新技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)。是20世紀(jì)末、21世紀(jì)初興起的工程科學(xué)前沿，是當(dāng)前一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域。它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造工程領(lǐng)域、信息工程領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域、武器裝備領(lǐng)域和日常生活中高新技術(shù)產(chǎn)品制造領(lǐng)域等，因此，對(duì)從事制造工程領(lǐng)域的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)和掌握該知識(shí)有著重要的意義。本課程的教學(xué)目標(biāo)是，通過(guò)該課程的教學(xué)使學(xué)生了解制造工程領(lǐng)域技術(shù)的新發(fā)展，掌握一定的制造工程領(lǐng)域的最新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的微小機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)。通過(guò)該課程的教學(xué)使學(xué)生掌握或了解微機(jī)電系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)工作中的技術(shù)水平的提高和發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。同時(shí)，將微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域的新理論、新方法、新技術(shù)等傳授給學(xué)生。并使學(xué)生理解并掌握微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域理論體系及相關(guān)產(chǎn)品在實(shí)際中的應(yīng)用情況。二、教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題（一）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求.掌握微機(jī)電系統(tǒng)的概念、技術(shù)范疇；了解微機(jī)電系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用。.掌握微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與理念。.掌握典型微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)方法的原理及關(guān)鍵問(wèn)題，針對(duì)具體加工對(duì)象選擇相應(yīng)的方法。.能適當(dāng)選擇微機(jī)電系統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)方法，了解相應(yīng)的原理。.了解微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及在高新技術(shù)領(lǐng)域與國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用。（二）實(shí)施說(shuō)明.結(jié)合MEMS技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)際，更新教學(xué)內(nèi)容，特別要注重微機(jī)電技術(shù)發(fā)展中新技術(shù)的應(yīng)用。.開(kāi)展實(shí)際工程案例教學(xué)，充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段。.課堂教學(xué)要與教師科研實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）對(duì)先修課的要求先修課程為:機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)理論、機(jī)械原理與設(shè)計(jì)理論、測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)等。（四）對(duì)習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求課外作業(yè)：以每個(gè)章節(jié)內(nèi)容為單元，實(shí)行具有設(shè)計(jì)性的大作業(yè)制。（五）課程考核方式.考核方式：期末考核采用大作業(yè)、期末報(bào)告或論文形式考核。.考核目標(biāo)：采用課堂的教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和自學(xué)能力的培養(yǎng),通過(guò)階段性考核使學(xué)生掌握各個(gè)環(huán)節(jié)與階段的知識(shí)，通過(guò)最終結(jié)業(yè)考核使學(xué)生系統(tǒng)地掌握或理解課程系統(tǒng)化知識(shí)體系。.成績(jī)構(gòu)成：出勤+平時(shí)大作業(yè)+期末考核，綜合評(píng)定。三、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一章微機(jī)電系統(tǒng)概述重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于微機(jī)電系統(tǒng)的概念與技術(shù)范疇。難點(diǎn)在于微機(jī)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的異同。基本要求：.微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的基本概念及特點(diǎn)；.微機(jī)電系統(tǒng)的研究領(lǐng)域；.實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。.了解影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。第一節(jié)MEMS的形成第二節(jié)MEMS的原理設(shè)計(jì)第三節(jié)MEMS制造技術(shù)復(fù)習(xí)思考題：教材本章后面的習(xí)題。第二章微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于體工藝和面工藝的原理和特點(diǎn)、LIGA工藝和典型微宏加工技術(shù)的原理。難點(diǎn)在于依據(jù)微機(jī)電系統(tǒng)對(duì)象選擇相應(yīng)的制造方法。基本要求：.掌握微機(jī)電系統(tǒng)的常用材料；.掌握半導(dǎo)體微加工技術(shù)；.掌握硅材料微機(jī)電加工技術(shù)、LIGA工藝、微宏加工技術(shù)。第一節(jié)集成電路使用的材料；第二節(jié)薄膜制造及外延生長(zhǎng)；第三節(jié)氧化技術(shù)；復(fù)習(xí)思考題：教材本章后面的習(xí)題。第三章微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于微機(jī)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理與方法論上異同問(wèn)題等，難點(diǎn)在于微機(jī)電系統(tǒng)的器件級(jí)設(shè)計(jì)，微機(jī)電系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)等的基本原理與方法?；疽螅?微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述；.掌握微機(jī)電系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)；.掌握微機(jī)電系統(tǒng)的器件級(jí)設(shè)計(jì)。第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；第二節(jié)接口設(shè)計(jì)；第三節(jié)微傳感器布陣設(shè)計(jì)方法；第四節(jié)微觀力學(xué)的應(yīng)用；第五節(jié)MEMS的尺度效應(yīng)；第六節(jié)MEMS的建模和仿真技術(shù)的應(yīng)用；復(fù)習(xí)思考題：教材本章后面的習(xí)題。第四章微機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于了解典型測(cè)量方法的測(cè)量原理，典型測(cè)量?jī)x器的工作原理等，傳感器選擇方法。難點(diǎn)在于掃描隧道顯微測(cè)量、微機(jī)電的圖像測(cè)量技術(shù)原理等?；疽螅?微機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基本方法；.掌握微幾何量測(cè)量；.掌握微機(jī)電材料特性檢測(cè)。第一節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基本方法；第二節(jié)微幾何量測(cè)量；第三節(jié)微機(jī)電材料特性檢測(cè)；復(fù)習(xí)思考題：教材本章后面的習(xí)題。第五章典型微機(jī)電系統(tǒng)的組成重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于了解典型微機(jī)電的基本原理，明確使用領(lǐng)域與場(chǎng)合,合理選擇加工方法和擬定工藝路線，難點(diǎn)在于各種典型微機(jī)電的原理和依據(jù)的理論基礎(chǔ)，特別是制造工藝和封裝技術(shù)等。基本要求：.熟悉微型傳感器；.掌握微執(zhí)行器；第一節(jié)微型傳感器；第二節(jié)微執(zhí)行器；復(fù)習(xí)思考題：教材本章后面的習(xí)題。第六章微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)在于了解微機(jī)電系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用，如微機(jī)電引信、微陀螺等的應(yīng)用。難點(diǎn)在于實(shí)例與行業(yè)的關(guān)系性問(wèn)題?；疽螅?熟悉微機(jī)電系統(tǒng)在汽車(chē)中的應(yīng)用；.掌握微機(jī)電系統(tǒng)在信息技術(shù)中的應(yīng)用。第一節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在汽車(chē)中的應(yīng)用；第二節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在信息技術(shù)中的應(yīng)用；第三節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用；第四節(jié)微機(jī)電系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用。復(fù)習(xí)思考題：教材本章后面的習(xí)題。Ui本課程計(jì)劃課時(shí)32,其中理論授課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)。教學(xué)課時(shí)分配表總授課學(xué)時(shí)數(shù)章次課時(shí)分配（學(xué)時(shí)）授課實(shí)驗(yàn)課外討論備注第一章微機(jī)電系統(tǒng)概述4第二章微機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)8第三章微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法學(xué)6第四章微機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)6第五章典型微機(jī)電系統(tǒng)的組成4第六章微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用4合計(jì)3232五、實(shí)踐環(huán)節(jié)安排實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證、鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)鍛