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系統識別號 U0026-1807201116330300
論文名稱(中文) 微機電製程模擬模組之應用
論文名稱(英文) Application of Micro electromechanical system (MEMS) Processing Modeling Simulation
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 機械工程學系專班
系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering (on the job class)
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生(中文) 林孟達
研究生(英文) Meng-Ta Lin
學號 n1796112
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 85頁
口試委員 指導教授-陳鐵城
口試委員-朱清俊
口試委員-吳祥祺
中文關鍵字 微機電系統  微製程  製程模擬  幾何模擬 
英文關鍵字 MEMS  micro-fabrication  simulation  geometric simulation 
學科別分類
中文摘要 微機電系統(MEMS)是20世紀末、21世紀初興起的工程科學前沿,是當前十分活躍的研究領域,涉及多學科的交叉,有著廣泛的應用前景,在全球範圍內市場成指數上升的趨勢,被認為是本世紀最具有發展潛力的技術,主要因為其製作出的產品輕薄短小、功能強大且成本低廉。
微機電系統發展的觀念是由積體電路的研究開始,如應用沉積技術,在矽板上覆蓋所需材料,利用微影技術將設計之圖案形狀先成形於矽基板,再利用蝕刻技術將所成形圖案顯現出來。在微機電系統的設計製程過程中,運用電腦輔助設計可大量減少重新設計與試製的過程,加速成品的開發週期。本文主要是採用幾何模擬的建構方法,克服現在微機電製程模擬軟體無法達成之模擬。
幾何模擬法是一種薄板成形分析的預測技術,這種方法的出發點為以物質模型,此模型定義了需要得到的表面。電腦幾何的技術所需要的主要是數學的內插及逼近法,再輔以電腦圖學及電腦視覺的相關功能,改善了現有微機電製程軟體的不足,可以有效地完成微機電製程模擬。
英文摘要 MEMS is the arisen engineering science frontiers at the beginning of the 20th century and the 21st century. It is a very active researching area at present which includes many crossovers of disciplines. It has wide application prospect. In the worldwide, the market’s index has a rising trend which is regarded as the most development potential technology this century mainly because its productions are frivolous and short, strong function and low cost.
The developing concept of MEMS is started by the research of integrated circuits like application deposition techniques, covering materials on the silicon plate, using photolithography to form designs into silicon plate firstly, then using etching technology to make the patterns clear. During the micro-fabrication of MEMS, applying computer aided design can reduce largely redesign and trial-production and increase the developing cycle of productions. This article mainly uses construction method of geometric simulation to overcome MEMS simulation software that can not reach the simulation.
Geometric simulation method is a prediction technology of sheet forming analysis. The starting point of this method is material model. This model definites surfaces which are needed. Computer geometry’s technology needs mainly mathematical interpolation and approximation method. And then attaching the related functions of computer graphics and computer vision, this improves MEMS made software’s shortage and finishes effectively MEMS simulation.
論文目次 中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 IV
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 12
1.1 研究背景 12
1.2 研究動機 14
1.3 研究方法 17
1.4 論文架構 18
第二章 文獻回顧 19
2.1 MEMS簡介 19
2.1.1 MEMS概況 19
2.1.2 微機電系統的組成 20
2.1.3 微機電系統之特色與優點 25
2.2 MEMS的應用 26
2.2.1 MEMS在光學上的應用 27
2.2.2 MEMS在軍事上的應用 28
2.2.3 MEMS在通訊方面的應用 29
2.2.4 MEMS在醫學上的應用 29
2.3 微機電製程模擬技術 31
2.3.1 微製造技術之流程 31
2.3.2 幾何模型與微機電製程之對應關係 33
2.4 本章結論 34
第三章 製程模擬方法 35
3.1 矽基組件與製程技術 35
3.2 製程模擬技術發展重點 39
3.2.1 幾何模擬法 40
3.2.2 細胞自動機理理論法 43
3.3 本章結論 47
第四章 微機電製程模擬方法之應用 48
4.1 微機械加工製造技術簡介 48
4.2 微機電製造技術與幾何模擬之關係 54
4.3 NCKU Z-FABRICATOR製程編譯器介紹 59
4.4 微馬達結構幾何模型之建立 63
4.4.1 微機電製程 63
4.4.2 以NCKU Z-Fab建立微馬達製程模擬 64
4.5 半導體內連線結構幾何模型之建立 72
4.5.1 內連線製程流程 72
4.5.2 以NCKU Z-Fab建立內連線結構 73
4.6 NCKU Z - FAB與商用模擬軟體之比較 77
4.7 本章結論 77
第五章 結論與展望 79
5.1 結論 79
5.2 未來展望 79
參考文獻 81
自述 85
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