EK2350 Mikrosystemteknik 7,5 hp

Microsystem Technology

Mikrosystemteknik (MST, också kallat MEMS eller MikroElektroMekaniska System) år ett interdicplinärt område som behandlar tekniska komponenter och system med funktionella element med storlek från sub-millimeter ned till tiotals nanometer. Tillämpningar finns från fordonsteknik och it-system till medicinteknik och biokemi.

Kursen består av:

  • en föreläsningsserie som beskriver många olika slag av mikrosystem och funktioner både från fundamentalt fysikalisk perspektiv och ur ett systemperspektiv,
  • gruppuppgifter,
  • En projektlaboration där en mikromekanisk sensor tillverkas och utvärderas,
  • ett obligatorisk industriellt studiebesök.

Examinationen baseras huvudsakligen på gruppuppgifterna, men det ingår också en kort skriftlig tentamen.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Elektroteknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 för programstuderande

VT20 MST för programstuderande

Lärandemål

Det övergripande målet för kursen är att ge en introduktion till mikrosystemteknikens värld, det vill säga till komponenter och system med mått från mindre än en millimeter ned till 100 nm. Detta område kallas ofta även ”MEMS” – Micro Electromechanical Systems. Speciellt behandlas fysikaliska principer för sensorer och aktuatorer inom mikrotekniken, mikrofabrikationens metoder, design och användning av de vanligaste mikrosystemkomponenterna och slutligen användning av mikrosystem i några viktiga tillämpningsområden.

Efter genomgången kurs kommer studenterna att

• för

- de fysikaliska principerna för sensorer, aktuatorer, även sådana för mikrofluidik

- tillverkningsteknik för mikrosystem i kisel,

- de viktigaste typerna av optiska sensorer, mekaniskt resonanta sensorer, sensorer för tröghetsnavigering, sensorer för flöde, tryck och termiska storheter samt komponenter för mikrofluidik och för elektroniktillämpningar

kunna

  1. ge en översikt över de vanligaste metoderna och teknikerna,
  2. förklara hur dessa fungerar och kan tillämpas,
  3. jämföra deras fördelar och nackdelar,
  4. använda sina kunskaper för att på ett strukturerat och professionellt sätt bearbeta tekniska utmaningar inom mikrosystemtekniken;

• för viktiga tillämpningar inom medicinsk teknik, fordonsteknik, bioteknik och inom optisk och elektronik kommunikationsteknik

kunna

5. diskutera mikrosystemteknikens potential när det gäller storlek, kostnad och prestanda.

Dessutom kommer studenterna att ha en viss erfarenhet av arbete i renrum och experimentell utvärdering av mikrosystemkomponenter.

Kursens huvudsakliga innehåll

Seminarieserie som ger en bred bild mikrosystemtekniken samt en fördjupad insikt i tekniska lösningar för de vanligaste tillämpningarna.

  • De introducerande seminarierna ger en introduktion till tillverkningstekniken och de fundamentala fysikaliska principer som utnyttjas inom området.
  • Därefter ges en detaljerad översikt av mikrosystembaserade sensorer för mätning av läge, töjning, acceleration, temperatur, tryck och flöde.
  • De avslutande seminarierna illustrerar mikrosystemteknikens tillämpningar inom specifika tillämpningsområden, såsom medicinsk teknik och fordonsteknik.
  • En gästföreläsare från industrin beskriver hur mikromekanik tillverkas industriellt. Föreslösningen ger också exempel på hur framsteg inom mikrosystemtekniken kan kommersialiseras.
  • En annan gästföreläsare ger en kort introduktion till det närliggande ämnet nanoteknologi

Kursupplägg

Seminarieserien ger en bred bild mikrosystemtekniken.

Gruppuppgifter i anslutning till seminarierna fördjupar bilden av de olika områdena. Dessa uppgifter rättas och resultatet bidrar till betygsättningen

Sluttentamen prövar sedan kontentan av seminarier och gruppuppgifter. Resultatet bidrar till slutbetyget. 

En projektlaboration med renrumstillverkning och utvärdering av en mikrosystemkomponent samt ett obligatoriskt studiebesök på ett företag som tillverkar mikrosystemkomponter kompletterar med  konkreta exempel.

Behörighet

För fristående kursstuderande: 120hp  samt engelska B eller motsvarande

Rekommenderade förkunskaper

Grundkunskaper i fysik, inkluderande mätteknik och elektronik.

Litteratur

Material som utdelas under kursens gång.

Förläsningsanteckningar som tillhandhålles

Utrustningskrav

None

Examination

  • INL3 - Inlämningsuppgift, 4,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • LAB3 - Laboration, 0,5, betygsskala: P, F
  • NÄR3 - Närvaro, 2,0, betygsskala: P, F
  • TEN3 - Tentamen, 1,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

För godkänt krävs:

  • Närvaro vid minst 80% av seminarierna samt vid det obligatoriska studiebesöket (NÄR3).
  • Godkänt deltagande i den renrums-baserad laborationen (LAB3).
  • Godkänd tentamen (TEN3) som huvudsakligen testar läranemål 1 och 2 (TEN3). Betygsätts och påverkar kursbetyget.
  • Godkända gruppuppgifter som huvudsakligen testar examinationsmål 3, 4 och 5 samt en skriftlig laborationsrapport (INL3). Betygsätts och påverkar kursbetyget. 

Slutbetyget för kursen baseras betygen på gruppuppgifterna och tentamen så att gruppuppgifternas betyg dominerar. 

Ges av

EECS/Intelligenta system

Kontaktperson

Göran Stemme (stemme@kth.se)

Examinator

Göran Stemme <stemme@kth.se>

Påbyggnad

EK2360 Projektkurs i mikrosystemteknik
EK212X Examensarbete i Elektrisk mätteknik avancerad nivå 
EK213X Examensarbete i Mikrosystemteknik, avancerad nivå 

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2019.
Examinationsinformation gäller från och med VT2019.