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Júpiter - Sistema de Graduação

Escola de Engenharia de São Carlos
 
Engenharia Mecânica
 
Disciplina: SEM0545 - Sistemas Microeletromecânicos
Microelectromechanical Systems (MEMs)

Créditos Aula: 2
Créditos Trabalho: 1
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 15/07/2018 Desativação:

Objetivos
Discutir aspectos fundamentais de modelagem, projeto e fabricação de sistemas microeletromecânicos, bem como os principais desafios tecnológicos envolvidos na sua integração e operação. A disciplina prevê viagens didáticas.
 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
2239390 - Leopoldo Pisanelli Rodrigues de Oliveira
 
Programa Resumido
Introdução aos sistemas microeletromecânicos, incluindo aplicações comerciais e discussão dos efeitos de miniaturização sobre os principais fenômenos físicos envolvidos em sistemas mecânicos e elétricos (efeito de escala); Discussão dos fundamentos físicos envolvidos no projeto, fabricação e operação de micro-sistemas, incluindo: aspectos construtivos e seleção de materiais; princípios de transdução; modelagem por parâmetros concentrados e distribuídos: sensoriamento, atuação e controle; ferramentas numéricas; estudos de caso.
 
 
 
Programa
Tópico 1: Introdução; Tópico 2: Efeitos de escala: propriedades de microdispositivos e efeito de escala em diversos domínios, domo: mecânica dos sólidos, dinâmica, transferência de calor e mecânica dos fluídos; Tópico 3: Aspectos construtivos de MEMS, breve relato histórico, materiais construtivos, dispositivos típicos, introdução ao projeto integrado, desafios de integração e empacotamento; Tópico 4: Princípios de sensoreamento, atuação e controle de microdispositivos, incluindo sensores capacitivos, piezelétricos, piezorresistivos, atuação eletrostática, térmica, piezelétrica e ligas de memória de forma; considerações sobre o tratamento e condicionamento de sinais e ruído; Tópico 5: Considerações sobre modelagem de sistemas microeletromecânicos por parâmetros concentrados: revisão e contextualização incluindo propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e fluídicas e suas interações; Tópico 6: Considerações sobre modelagem de sistemas microeletromecânicos por parâmetros distribuídos, modelagem dinâmica e eletromecânica de sistemas contínuos aplicadas a estruturas típicas, como micro-vigas, placas e membranas, etc.; Tópico 7: Abordagem numérica e analítica no projeto de microdispositivos, níveis de detalhamento, subsistemas, validação; Tópico 8: Processos de fabricação para microdispositivos, visão geral, sala limpa, processos baseados em waffer de silício, transferência de padrão, processos LIGA, micro-fabricação: eletroerosão/deposição, micro-fresamento, corte a laser, etc. Tópico 9: Estudos de caso: micro bombas, micro espelhos de varredura, micro acelerômetro capacitivo, aplicações médicas, redes de sensores, etc; Tópico 10: Estado da arte em micro-sensores, micro-atuadores e aplicações.
 
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas teóricas, exercícios dirigidos.
Critério
Média ponderada entre provas, trabalhos.
Norma de Recuperação
Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina;
1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue:
a) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS);
b) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS)
c) MF = MS se MR < 5.
2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.
 
Bibliografia
     
Principal Maluf, Nadim; Williams, Kirt "An Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering", Artech House MEMS Library, 2001. Senturia, Stephen D. "Microsystem Design" Springer, 2004. Complementar Rai-Choudhury, P. - "Technology and Applications, MEMS and MOEMS", SPIE Press, 2000. Artigos relacionados.
 

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