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Responsable(s) Vahé Nerguizian

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École de technologie supérieure
Département de génie électrique
Responsable(s) de cours : Vahé Nerguizian


PLAN DE COURS

Hiver 2016
SYS864 : Sujets spéciaux II : génie électrique (3 crédits)
LES MEMS POUR DIFFÉRENTES APPLICATIONS



Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Sujets d'intérêt majeur dans le domaine du génie électrique et familiarisation avec les derniers développements technologiques dans un ou plusieurs domaines de pointe. Sujets particuliers dans différentes spécialités du génie électrique, dont :

- Les MEMS RF pour les applications d’hyperfréquence

- Électronique micro-ondes pour les communications sans fil

- Modélisation éléments finis de systèmes électromagnétiques basse fréquence

Les cours offerts varient selon les sessions.



Objectifs du cours

 

Ce cours a pour but d’inculquer à l’étudiant :       

−Les composants fabriqués à partir de la technologie des MEMS

−Les applications des MEMS

−Les procédés de fabrication des MEMS

−Les composants MEMS pour différentes applications

−La conception des circuits en MEMS avec des simulateurs et des analyseurs aux éléments finis.




Stratégies pédagogiques

La matière du cours est couverte de la façon suivante :

Un cours magistral par semaine

La théorie est enseignée durant les heures de cours magistral. Tous les cours sont d'une durée de 3 heures 30 minutes par semaine (incluant la période de pause de 30 minutes).




Utilisation d’appareils électroniques

 

Chaque étudiant(e) sera capable d'utiliser le logiciel ANSYS pour la conception et le dessin des schémas des structures des systèmes en MEMS.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Vahé Nerguizian Activité de cours Vahe.Nerguizian@etsmtl.ca A-2576



Cours

 

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

 

Introduction aux MEMS (Systèmes micro-électro-mécaniques)

− Introduction du cours

− Introduction et théorie des MEMS

− Capteurs et actionneurs

− Applications générales des MEMS

 

2 heures

 

Fabrication des MEMS

− Matériaux

− Procédés et techniques de fabrications

− Photolithographie

− Déposition de couches minces

− Gravure

7 heures

 

Projet 1 (Description, spécifications, gravure en volume)

2 heures

 

Micro usinage en volume (‘Bulk micromachining’)

− Gravures isotrope et anisotrope

− Gravures humide et sèche

− Conception des composants

5 heures

 

Projet 2 (Description, spécifications, micro usinage en surface)

2 heures

 

Micro usinage en surface (‘Surface micromachining’)

− Procédé MUMPS

− Conception des composants

− Élimination de la couche sacrificielle

− Empaquetage

5 heures

 

Théorie des structures en MEMS

− Lois d’échelle

− Effet piézorésistif

− Effet piézoélectrique

− Effet capacitif (Études statique et dynamique)

− Effet thermique

− Applications

10 heures

 

 

Composants RF MEMS et les applications

− Interrupteurs

− Bobines d’inductance

− Condensateurs

− Lignes de transmissions

− Les systèmes RF

6 heures

 

Total

39 heures

 

 




Laboratoires et travaux pratiques

- Projets :

Date

Description

Heures

 

−Projet 1 : Fabrication de différents cantilevers

−Projet 2 : Fabrication des bobines d’inductance

N/A

N/A




Évaluation

 

Activité

Description

%

Date de remise du rapport

C

Participation en classe

30 %

 

P1

Projet 1

35 %

Fin de la session

P2

Projet 2

35 %

Fin de la session

 

Total

100 %

 

 

Note :   La nature de la participation en classe sera définie au début de la session.

 

 




Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés à l’article 6.5.2 du Règlement des études, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

 

Retard de remise de rapport : La pénalité du retard sera indiquée sur les documents de description des projets.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Chapitre 8 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de cycles supérieurs » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/regl_etudes_sup.pdf



Documentation obligatoire

Documentation recommandée :

  •  Chang Lui, Foundation of MEMS, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, 2006.
  • Kovacs, Micromachined Transducers Sourcebook, McGraw-Hill, 1998.
  • Gabriel M. Rebeiz, RF MEMS: Theory, Design and Technology, John Wiley, 2003.
  • T.R. Hsu, MEMS and Microsystems, Design and Manufacture, Mc Graw Hill, 2008.

 

Sur le Web du cours SYS864 (Moodle)

  • Les notes de cours.



Ouvrages de références

 

  • Vijay K.Varadan, K.J. Vinoy, K.A. Jose, RF MEMS and their Applications, John Wiley, 2002.
  • De Los Santo, Introduction to Microelectromechanical (MEM) Microwave Systems, Artech House 1999.
  • De Los Santo, RF MEMS Circuit Design for Wireless Communications, Artech House 2002.
  • Madou, Fundamentals of Microfabrication, CRC Press, 2001.
  • Elwenspoek and Jansen, Silicon Micromachining, University Press Cambridge 1998.
  • Keller, Microfabricated High Aspect Ratio Silicon Flexures, MEMS Precision Instruments, 1998.
  • Maluf, An Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering, Artech House, 2000.
  • Ristic, Sensor Technology and Devices, Artech House, 1994.
  • S.D. Senturia, Microsystem Design, Kluwer, 2001.
  • Sze, Semiconductor Sensors, John Wiley, 1994.
  • Julian W. Gardner, Vijay K. Varadan, Osama O. Awadelkarim,  Microsensors, MEMS  and Smart Devices, John Wiley 2001.
  • Michael Kohler, Etching in Microsystem Technology, Wiley-VCH.
  • Iwao Fujimasa, Micromachines: A New Era in Mechanical Engineering, Oxford Science Publication.
  • M. Elwenspoek, R. Wiegerink, Mechanical Microsensors, Springer-Verlag.

 

 

Journaux

  • IEEE/JMEMS, Journal of Microelectromechanical Systems.
  • Sensors and Actuators A, B and C.
  • Journal of Micromechanics and Microengineering.
  • Sensors and Materials.
  • IEEE Photonics Technology Letters.
  • Journal of Optical Society of America.
  • Optics Communication.
  • Journal Light Wave Technology.
  • SPIE Proceedings and Journals.
  • Analytical Chemistry.
  • Biomedical Micro Devices.
  • Journals of Nanotechnology
  • JMSM (Journal of Modeling and Simulation of Microsystems); http://www.cr.org/publications/JMSM/.
  • Sensors Update, John Wiley Interscience;
    http://www3.interscience.wiley.com.
  • IEEE Electron Device Letters.
  • Journal of Electrochemical Society.
  • Journal of Vacuum Society.
  • www.inderscience.com (International Journal of Nanotechnology).
  • www.sciencedirect.com.
  • Microsystem      technologies; http://link.springer.de/link/service/journals/00542/index.htm.
  • Canadian Journal of Electrical and Computer engineering (CJECE).
  • CISTI et autres.

 

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

http://www.memsnet.org.

http://www.trimmer.net.

http://www.smalltimes.com.

http://www.ansys.com.




Autres informations

 

Publications importantes

  • Feynman, R., There’s Plenty of Room at the Bottom, Vol. 1, No.1, JMEMS, March 1992, pp. 60-66. (Présenté en décembre 1959).
  • Feynman, R., Infinitesimal Machinery, JMEMS, Vol. 2, No. 1, March 1993, pp 4-14. (Présenté en février 1983).
  • Petersen, K.E., Silicon as a Mechanical Material, Proc. IEEE, Vol. 70, No. 5, May 1982, pp. 420-457.
  • Muller, R.S., Howe, R.T., Senturia, R.L., Smith, R.L., White, R.M., Microsensors, IEEE Press, NY, 1991.
  • Trimmer, W.S., Micromechanics and MEMS: Classic and Seminal Papers to 1990, IEEE Press, NY, 1997.