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Séance de cours

Mécanismes de défaillance MEMS

Dans cours

MICRO-470: Scaling laws in micro & nanosystems

This class adresses scaling laws in MEMS/NEMS. The dominant physical effects and scaling effects when downsizing sensors and actuators in microsystems are discussed, across a broad range of actuation principles. ...

Description

Cette séance de cours couvre les mécanismes de défaillance dans les dispositifs MEMS, y compris le fluage, la fatigue et les modes de défaillance électrique tels que la charge diélectrique, la panne, l'ESD et l'électromigration. Il discute de la façon dont les matériaux comme le silicium et les métaux se comportent dans différentes conditions de stress et des stratégies pour atténuer ces mécanismes de défaillance.

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Enseignant·e·s (3)

Niels Quack

Prof. Dr. Niels Quack received the M.Sc. degree from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, in 2005, and the Dr.Sc. degree from Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Zürich, Switzerland, in 2010. From 2011 to 2015, he was Postdoctoral Researcher and Visiting Scholar with the Integrated Photonics Laboratory, Berkeley Sensor and Actuator Center, University of California, Berkeley, CA, USA. From 2014 to 2015, he was Senior MEMS Engineer with Sercalo Microtechnology, Neuchâtel, Switzerland. He is currently an SNSF Assistant Professor with Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland. He has authored and co-authored more than 50 papers in leading technical journals and conferences. His research interests include photonic micro and nanosystems, with an emphasis on diamond photonics and silicon photonic MEMS. He is Steering Committee Member of the IEEE International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics (OMN) and served as General Chair of the IEEE OMN 2018 and the Latsis Symposium 2019 on Diamond Photonics. He is a Senior Member of IEEE, Member of The Optical Society (OSA) and life member of SPIE.

Herbert Shea

Philippe Renaud

Philippe Renaud is Professor at the Microsystem Laboratory (LMIS4) at EPFL. He is also the scientific director of the EPFL Center of MicroNanoTechnology (CMI). His main research area is related to micronano technologies in biomedical applications (BioMEMS) with emphasis on cell-chips, nanofluidics and bioelectronics. Ph. Renaud is invloved in many scientifics papers in his research area. He received his diploma in physics from the University of Neuchâtel (1983) and his Ph.D. degree from the University of Lausanne (1988). He was postdoctoral fellow at University of California, Berkeley (1988-89) and then at the IBM Zürich Research Laboratory in Switzerland (1990-91). In 1992, he joined the Sensors and Actuators group of the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) at Neuchâtel, Switzerland. He was appointed assistant professor at EPFL in 1994 and full professor in 1997. In summer 1996, he was visiting professor at the Tohoku University, Japan. Ph. Renaud is active in several scientific committee (scientific journals, international conferences, scientific advisory boards of companies, PhD thesis committee). He is also co-founder of the Nanotech-Montreux conference. Ph. Renaud is committed to valorization of basic research through his involvement in several high-tech start-up companies.

Source officielle

Concepts associés (32)

Claquage (électronique)

vignette|Ralenti Modification de Claquage, Université d'Ariel En électronique ou électrotechnique, le claquage est un phénomène qui se produit dans un isolant quand le champ électrique est plus important que ce que peut supporter cet isolant. Il se forme alors un arc électrique. Dans un condensateur, lorsque la tension atteint une valeur suffisante pour qu'un courant s'établisse au travers de l'isolant (ou diélectrique), cette tension critique est appelée tension de claquage.

Science des matériaux

La science des matériaux repose sur la relation entre les propriétés, la morphologie structurale et la mise en œuvre des matériaux qui constituent les objets qui nous entourent (métaux, polymères, semi-conducteurs, céramiques, composites, etc.). Elle se focalise sur l'étude des principales caractéristiques des matériaux, ainsi que leurs propriétés mécaniques, chimiques, électriques, thermiques, optiques et magnétiques. La science des matériaux est au cœur de beaucoup des grandes révolutions techniques.

Résistance des matériaux

vignette|Essai de compression sur une éprouvette de béton, une pression croissante est appliquée verticalement sur l'échantillon pendant que deux appareils mesurent les déformations longitudinales et transversales de l'éprouvette. vignette|À l'issue du test, l'éprouvette s'est rompue. Notez la cassure longitudinale. La résistance des matériaux (RDM) est une discipline particulière de la mécanique des milieux continus, permettant le calcul des contraintes et déformations dans les structures des différents matériaux (machines, génie mécanique, bâtiment et génie civil).

Diélectrique

thumb|La séparation de charge dans un condensateur à plaques parallèles engendre un champ électrique interne. Le matériau diélectrique (en orange) réduit ce champ et augmente la capacitance. Un milieu est diélectrique (mot composé du préfixe grec (« au travers ») et électrique) s'il ne contient pas de charges électriques susceptibles de se déplacer de façon macroscopique. Le milieu ne peut donc pas conduire le courant électrique, et est souvent un isolant électrique.

Fatigue (physiologie)

La fatigue est un état résultant de contraintes physiologiques ou psychologiques aboutissant à une diminution des performances physiques ou cognitives. La fatigue physiologique est réversible avec la mise au repos, qui restaure un niveau normal de performances. La fatigue psychique se manifeste par une baisse de l’attention et de la concentration. Lorsque associée à une pathologie, on parle plutôt d'asthénie. Au niveau sociologique, l’accélération des rythmes de vie inhérents aux sociétés modernes accentue ce phénomène de fatigue.

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Séances de cours associées (27)

Diélectriques et condensateurs

Explore les diélectriques, les condensateurs, l'énergie électrique, la force et la résistivité dans les matériaux.

Fatigue des matériaux: Fracture et ténacité

Explore la fatigue, la ténacité des fractures, l'intensité des contraintes et la propagation des fissures dans les matériaux.

Condensateurs et stockage d'énergie

Couvre la capacité, le stockage d'énergie, les diélectriques et la polarisation dans les circuits électriques.

Fatigue: Réponse matérielle au stress répété

Explore comment les matériaux réagissent aux cycles de contrainte répétés, conduisant à une rupture potentielle et à la distinction entre fatigue à cycle élevé et fatigue à cycle faible.

Déformation et rampement dans les matériaux

Explore la déformation, le fluage, les propriétés des matériaux, les essais mécaniques, la céramique, les polymères, les métaux et les liaisons atomiques.

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Diélectrique

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