| 課程代碼 |
Z6D00301
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| 課程中文名稱 |
微機電元件設計
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| 課程英文名稱 |
Micro-Electro-Mechanical-Devices design
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| 學分數 |
3.0
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| 必選修 |
選修
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| 開課班級 |
工學X學程三
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| 任課教師 |
蕭育仁
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| 上課教室(時間) |
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週五
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第5節
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(K302)
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週五
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第6節
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(K302)
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週五
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第7節
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(K302)
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| 課程時數 |
3
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| 實習時數 |
0
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| 授課語言 |
1.華語
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| 輔導考證 |
無
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| 課程概述 |
使學生對於下述課程內容具備基本知識與能力：
微機電元件設計課程由產品概念，機-電設計模擬，製程設計，晶圓製造，到產品工程驗證之完整環境與服務，核心技術包括：MEMS設計技術、低功耗信號轉換電路技術、快速開發運動／力感測回饋、Bio-MEMS、視覺影像等。微系統感測元件，如麥克風、加速度計、氣體感測器、壓力計、生醫微系統晶片、寬頻主軸振動感測器、力／扭力感測器、高頻聲波感測元件等詳加介紹。
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| 先修科目或預備能力 |
最好有半導體元件製造的課程基礎
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課程學習目標與核心能力之對應
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| 編號 | 中文課程學習目標 | 英文課程學習目標 | 對應系指標 |
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1
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半導體元件製造
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Semiconductor manufacturing
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1 專業知識
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2
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微機電製程簡介
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Introduction to Micro-Electro-Mechanical-Devices
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1 專業知識
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3
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高感度微機電麥克風
|
High-sensitivity MEMS microphone
|
1 專業知識
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4
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電容式微型壓力計
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Capacitive miniature pressure gauge
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2 實務技能
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5
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扭力感測模組
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Torque sensing module
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2 實務技能
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6
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微型氣體感測元件
|
MEMS gas sensor
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2 實務技能
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7
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微型多軸振動感測技術
|
Micro multi-axis vibration sensing technology
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2 實務技能
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| 就業力培養目標 |
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校指標 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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專業知識 |
實務技能 |
資訊能力 |
整合創新 |
外語能力 |
熱誠抗壓 |
表達溝通 |
敬業合群 |
人文素養 |
服務關懷 |
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40% |
50% |
0% |
5% |
0% |
5% |
0% |
0% |
0% |
0% |
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系指標 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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專業知識 |
實務技能 |
資訊能力 |
整合創新 |
外語能力 |
熱誠抗壓 |
表達溝通 |
敬業合群 |
人文素養 |
服務關懷 |
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40% |
50% |
0% |
5% |
0% |
5% |
0% |
0% |
0% |
0% |
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| 中文課程大綱 |
1.微機電製程簡介：包括光學微影製程、微機電材料科學、體型微細加工、面型微細加工、封裝測試等。
2.高感度微機電麥克風：採用低應力振膜結構、並搭配複合層感測電極背板的自有專利設計，在產品性能上除了具備高靈敏度、高訊噪比、高音壓耐受性及低溫度變異影響等良好特性外，在尺寸大小與性價比亦具有競爭優勢
3.電容式微型壓力計：具有低耗能、微型化與高輸出解析度之特色，以創新之絕對式壓力計結構與MEMS加工方法之專利設計，配合低雜訊電容訊號處理與適應性溫度補償電路，使本產品技術具備智慧化校正與溫度補償之附加功能
4.扭力感測模組: 扭力感測模組技術採用薄型傳感結構（Transducer）設計，搭配微型應變規（Micro-Strain Gauge）、訊號處理電路、與軟體顯示操控介面，提供使用者即時之扭力監測資訊與Threshold設定。 本技術之創新傳感結構設計可大幅提升扭力感測模組之過負載能力（Over-load Capacity）
5.微型氣體感測元件：採用微機電技術開發微型氣體感測元件，搭載信號處理晶片，具備微型化（感測元件晶片尺寸：0.9mm x 0.9mm x 0.4mm）、數位化、超低功耗與多氣體偵測等優勢。針對不同應用情境，開發適合個人隨身攜帶之氣體感測腕錶，以及用於室內環境品質監測之空氣盒，亦可透過手機等裝置隨時了解個人周遭環境品質。
6.微型多軸振動感測技術：係針對工具機設備之應用需求設計，具備10 kHz感測頻寬，數位式資料輸出，IP68等級之金屬封裝等工業應用特點，感測器採用MEMS技術之結構專利設計，具高抗應力與抗衝擊之特色能力，整體振動感測系統尺寸：直徑15mm／高15mm。應用上，整合時域／頻域訊號整合分析系統，提供客戶監控工具機設備在加工過程中所產生的振動，以提升加工穩定度、精度並延長刀具壽命。
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| 英/日文課程大綱 |
1.Introduction to Micro-Electro-Mechanical-Devices
2. High-sensitivity MEMS microphone
3. Capacitive miniature pressure gauge
4. Torque sensing module
5. MEMS gas sensor
6. Micro multi-axis vibration sensing technology
7.SAW sensing device
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| 課程進度表 |
1~3週 微機電製程簡介：包括光學微影製程、微機電材料科學、體型微細加工、面型微細加工、封裝測試等。
4~6週 高感度微機電麥克風：採用低應力振膜結構、並搭配複合層感測電極背板的自有專利設計，在產品性能上除了具備高靈敏度、高訊噪比、高音壓耐受性及低溫度變異影響等良好特性外，在尺寸大小與性價比亦具有競爭優勢7 7-9週電容式微型壓力計：具有低耗能、微型化與高輸出解析度之特色，以創新之絕對式壓力計結構與MEMS加工方法之專利設計，配合低雜訊電容訊號處理與適應性溫度補償電路，使本產品技術具備智慧化校正與溫度補償之附加功能
10~13週 扭力感測模組: 扭力感測模組技術採用薄型傳感結構（Transducer）設計，搭配微型應變規（Micro-Strain Gauge）、訊號處理電路、與軟體顯示操控介面，提供使用者即時之扭力監測資訊與Threshold設定。 本技術之創新傳感結構設計可大幅提升扭力感測模組之過負載能力（Over-load Capacity）
14~16週 微型氣體感測元件：採用微機電技術開發微型氣體感測元件，搭載信號處理晶片，具備微型化（感測元件晶片尺寸：0.9mm x 0.9mm x 0.4mm）、數位化、超低功耗與多氣體偵測等優勢。針對不同應用情境，開發適合個人隨身攜帶之氣體感測腕錶，以及用於室內環境品質監測之空氣盒，亦可透過手機等裝置隨時了解個人周遭環境品質。
17~18週 微型多軸振動感測技術：係針對工具機設備之應用需求設計，具備10 kHz感測頻寬，數位式資料輸出，IP68等級之金屬封裝等工業應用特點，感測器採用MEMS技術之結構專利設計，具高抗應力與抗衝擊之特色能力，整體振動感測系統尺寸：直徑15mm／高15mm。應用上，整合時域／頻域訊號整合分析系統，提供客戶監控工具機設備在加工過程中所產生的振動，以提升加工穩定度、精度並延長刀具壽命。
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| 課程融入SDGs |
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| 期考調查 |
| 期中考(第9週)考試方式 |
考試
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| 期末考(第18週)考試方式 |
報告
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| 其他週考試考試週次與方式 |
報告
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| 教學方式與評量方式 |
| 課程學習目標 | 教學方式 | 評量方式 |
| 半導體元件製造 |
課堂講授
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筆試
（
平時
）
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| 微機電製程簡介 |
課堂講授
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筆試
（
平時
）
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| 高感度微機電麥克風 |
課堂講授
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筆試
（
平時
）
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| 電容式微型壓力計 |
課堂講授
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筆試
（
平時
）
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| 扭力感測模組 |
課堂講授
|
筆試
（
期中
）
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| 微型氣體感測元件 |
課堂講授
|
筆試
（
期中
）
|
| 微型多軸振動感測技術 |
課堂講授
|
筆試
（
期末
）
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| 指定用書 |
| 書名 |
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| 作者 |
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| 書局 |
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| 年份 |
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| 國際標準書號(ISBN) |
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| 版本 |
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請同學尊重智慧財產權，使用正版教科書，不得非法影印，以免觸犯智慧財產權相關法令
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| 參考書籍 |
微機電元件 溫榮弘 滄海圖書
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| 教學軟體 |
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| 課程規範 |
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