Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Elektronikus Eszközök Tsz.

Alapvető fizikai (mechanika, optika, villamosságtan), anyagtudományi (kristálytan) és kémiai ismeretek.

A tárgy keretében a hallgatók megismerkednek a monolit technológia új lehetőségeként megjelent mikrorendszerekkel. Ezek körében részletesen és a tervezés kérdéseivel is foglalkozva tárgyaljuk a mikromechanika elemeit és jellegzetes felhasználási területeiket

A mikrorendszer meghatározása. A méretcsökkentés (scale down) hatása a (mikro)rendszerek jellemzőire. Karakterisztikus távolságok és idők származtatása és szerepe a mikrotechnikában. Mikro(mechanikai) rendszerek megvalósítására alkalmas speciális technológiai eljárások: nagy magasság/szélesség viszony elérése. Felületi és tömbi megmunkálási technikák: réteg leválasztás, megmunkálás, izotrop és anizotrop marási technikák, száraz marás (plazma marás), nedves kémiai marási eljárások, elektrokémiai eljárások, marási szelektivitás. Szeletek egymáshoz kötése. Feláldozandó réteg technika.

A szilárdságtan alap-összefüggései. Feszültség, deformáció, Hooke törvény. Csúsztató feszültség. A szilárdságtan tenzor elmélete. A ferszültségtenzor és a deformációtenzor. Tenzoriális rugalmassági modulus. A szilícium esete. A hajlított rúd. A másodrendű nyomaték. A görbületi sugár függése a nyomatéktól. A csavart rúd. A hajlításra terhelt konzol alakváltozása. A rugóengedékenység számítása. A mindkét végén befogott rugó engedékenysége. Konzol mechanikai rezonancia-frekvenciájának számítása (hajlító módus). Koncentrált paraméteres közelítés. Az elosztott paraméteres probléma differenciál-egyenlete.

Mechanikai érzékelők: gyorsulásmérő egység. Felépítés, működés. Az érzékenység számítása. A gyorsulás-mérőben alkalmazható elmozdulás érzékelési módok. Nyomásmérő mikroérzékelők (abszolút és relatív), membrántechnológiák.

Az elektro-termikus transzportegyenletek. Seebeck, Peltier és Thomson effektus. Hőmérséklet érzékelők: termoellenállás, pn diódás érzékelő, bipoláris tranzisztoros érzékelő. A PTAT elv. MOS tranzisztoros érzékelő. Hőmérséklet gradiens érzékelés termoelemmel.

Termikus elvű infravörös sugárzás érzékelő. Az érzékenység számítása (zajjal megegyező bemeneti jelszint). Termikus elvű effektív érték mérő. Áramlási sebesség és irány érzékelése termikus elven.

Egyéb mikroérzékelők: elektromos, mágneses, sugárzás és kémiai érzékelők.

Optikai-elektromos mikrorendszerek: integrált fénvezetők, fényemittáló és fotodiódák, iránycsatolók.

Beavatkozók: fénymoduláció elfordítható mikrotükörrel. Az elektrosztatikus mozgatás nyomatékának számítása. Nyomaték-elfordulás diagram, a lehetséges stabil állapotok. Elektrosztatikus mikromotorok és egyéb mozgató mechanizmusok.

Pneumatikus mikrorendszerek: pneumatikus erősítő mikromegmunkálással. Mikrorendszerek hűtése.

Jellegzetes méréstechnikai módszerek, amelyek a használatos anyagok és struktúrák villamos, optikai, mikromechanikai tulajdonságainak mérésére szolgálnak (elektronmikroszkópia, mikroanalitika, röntgenvizsgálati és mikromechanikai letapogatáson alapuló módszerek, infravörös termográfia, ...)

Mikrorendszerek tervezési modellezési módszerei. Elektromos, termikus és mechanikai jelenségek szimultán modellezése. Véges elem módszerek.

Tantermi előadás, szemléltető laboratóriumi bemutatókkal.

1. A szorgalmi időszakban: az aláírás megadásának feltétele: 1 db nagyzárthelyi elégséges megírása. Pótlási lehetőség az utolsó oktatási héten, vizsgaidőszakban nem pótolható. A megszerzett aláírás más szemeszterben továbbvihető.
2. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga alapján megajánlott jegy, szóbeli módosítási lehetőséggel.

Dr. Székely V., dr. Mizsei J., dr. Poppe A., dr. Habermajer I., Integrált mikrorendszerek (kézirat)

O. Brümmer, J. Heydenreich, K. H. Krebs, H. G. Schneider, Szilárdtestek vizsgálata elektronokkal, ionokkal és röntgensugárzással, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984.