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科學與工程計算
微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System; MEMS)是國際認定為廿一世紀主流核心製造技術之一,也是最具發展潛力與前瞻性的研究領域之一。微感測器、微結構、微制動器、微加工等等都是屬於微機電的範疇。它是繼電子元件與系統微小化對人類生活造成革命性影響之後,試圖將機械元件或系統也微小化,甚至光學、生醫、化學及其他的各類感測器、致動器與儀器設備等微小化,可以預見未來也將對人類社會產生另一波重大的影響。微機電系統是一個結合機械、電子、光學、材料、物理、化學、生物、醫學等多重技術之領域,特別是強調整合不同領域之特性,希望能達到積體化、高效率化、智慧化、低成本化、可量產化和高附加價值之目標。

由於微機電元件與系統的開發所需要的時間很長、開發經費很高,如何降低開發成本與縮減開發時程以提升競爭力,一直是微機電領域的研究與產業努力的方向。而透過電腦輔助設計模擬來大幅縮短設計週期,以虛擬原型技術完全取代實體原型也一直是長期追求的理想。因此本中心微機電團隊的成立與運作,期望能達成:
  • 整合不同領域的模擬專業團隊
  • 建構完整之電腦輔助微機電設計與模擬環境
  • 微機電設計與模擬技術之發展、引進、累積、推廣與教育訓練
  • 微機電元件與系統之設計與分析
  • 協助與支援產學研界的研究發展
微機電設計模擬整合架構 發展內容

重要主題與計畫
  1. 射頻微機電
    重要射頻微機電元件特性之全網格精確分析、巨觀模型發展與設計
    • 薄膜體波振盪器(FBAR)之設計與特性分析
    • 微型電感之特性分析
    過去經驗
    • 立體圓形螺線管電感結構及電磁分析
    • 微切換器的高頻分析:完成金屬接觸式切換器和可變電容式切換器的模擬,並進行敏感度分析,找出影響切換器高頻的主要因子
    • 微型平面線圈變形前後之高低頻電阻、電感與品質因素特性分析
  2. 感測器與致動器
    結構與元件之全網格精確分析、巨觀模型發展與設計、多階層與耦合模擬技術
    • 梳狀結構電容與靜電力特性與巨觀模型發展
    • 低電壓微聲學感測模組
    過去經驗
    • 加速度微感測元件參數化模型建立與結構分析
    • 紅外線微感測器製作時之材料性質與結構變形分析,配合實驗與計算模型可以協助決定微元件的材料性質,並可據此預估微元件製作出來後之結構特性
    • 靜電式驅動之聚焦薄膜鏡片之電極設計最佳化
    • 微平面線圈磁力之計算模型與特性
    • 電磁式驅動之扭轉型微光學開關之磁力與特性分析
    • 靜電式驅動之扭轉型微可調式光衰減器之驅動特性與變形分析
    • 非對稱扭轉式梳狀靜電驅動微光學掃瞄振鏡之特性分析
    • CMOS MEMS可調式電容電容特性分析
    • 抓動式驅動器之特性與參數化分析
    • 矽材扭轉桿之分析模型與等效之等向材料特性
    • 靜電力有限元素模型之精確模型探討
    • 運用後挫屈樑變形之薄膜材料之殘餘壓應力之粹取
    • 微機電製程幾何模擬軟體之開發
    • 空氣減幅效應對於大傾斜角度鏡片切換時間之定量與參數化分析/li>
    • 微泵浦壓電式制動裝置之最佳化設計
  3. 微流體與生物感測器
    微處理型晶片(實驗室型晶片)、噴墨列印、流體與結構相互作用、藥物傳輸系統、多相流分析。
    • 兩相流噴墨特性分
    • 微泵浦內兩相流混合模擬分析
    • 頻寬效應對於單粒徑液滴成之數值分析
    • 利用表面張力流體自我校準方式來進行微零件組裝之數值模型與模擬
    過去經驗
    • 旋轉式生物流動感測器微型化之設計效能分析
    • 微流體晶片電滲流場分析與應用
    • 以分叉型非接觸式針頭來動態控制點陣型晶片上樣品體積之大小
    • 微全型分析系統之計算分析,在生物科技上之應用如利用毛細孔電泳進行DNA片段分析;Y-型混合器內之化學反應;DNA放大程序
    • 整合型流體/光電系統適用於基因體分析及生化戰武器檢測
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