Et mikrosystem er et miniaturesystem opbygget af forskellige funktionelle dele f.eks. elektroniske, mekaniske, optiske og mikrofluide. Alle disse dele er fremstillet helt eller delvist ved hjælp af mikroteknologi og udgør tilsammen et udeleligt system. Et høreapparat og et dedikeret miniature kemisk analyseinstrument er eksempler på mikrosystemer. I biler finder du andre eksempler på mikrosystemer, f.eks. accelerometer chippen, der styrer udløsningen af air-bags.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
forklare de teknologiske og økonomiske betingelser, der skal opfyldes for at et mikrosystem kan blive en kommerciel succes og nævne succeseksempler.
vælge mikroteknologiske fremstillingsmetoder, der egner sig for et givet mikrosystem, og gøre rede for hvordan de indgående fremstillingsprocesser kan integreres.
vurdere om et mikrosystem vil være den rette løsning i en given applikation.
nedbryde et mikrosystem i simple delelementer (”lumped elements”) i forskellige fysiske domæner.
beregne den statiske og dynamiske opførsel af simple mekaniske mikrosystemer, f.eks. bjælker og membraner.
vurdere og vælge transducerprincipper (f.eks. elektrostatisk eller magnetisk) til aktuation i et mikrosystem og foretage analytiske beregninger for en simpel aktuator baseret på dem.
vurdere og vælge transducerprincipper (f.eks. kapacitativ eller piezoresistiv) til detektion i et mikrosystem og foretage analytiske beregninger for en simpel sensor baseret på dem.
redegøre for og regne på mikrosystemer til en række applikationer.
beskrive, nedbryde og løse en konkret åben problemstilling, der involverer mikroteknologi.
Kursusindhold:
Introduktion til mikrosystemer. Beskrivelse af design og fabrikation af mikrosystemer. Integration af fremstillingsprocesser. Modellering af mikrosystemer (lumped element modeling). Transducerprincipper for sensorer og aktuatorer og disses skalerbarhed. Støj, følsomhed og opløsning for sensorer. Elasticitet - bjælker og membraners udbøjning. Eksempler på mikrosystemer til en række vigtige applikationer.
De første 8 uger af kurset består af forelæsninger og regneøvelser. Regnefærdigheder og forståelsen testes med tre skriftlige afleveringsopgaver som indgår i kursuskarakteren. I den sidste del af kurset gennemføres et 4-ugers desktopprojektarbejde med en konkret åben problemstilling, der involverer et mikrosystem, som defineres af forskningsgrupper på MIC eller industrielle samarbejdspartnere. Dette forløb afsluttes med en rapport og en mundtlig eksamen i rapporten og relevant pensum fra kurset.
Litteratur:
Stephen D. Senturia: "Microsystem Design", Kluwer Academic Publishers, Boston, 2001 (ISBN: 0-7923-7246-8)
