Microtechnologies et Electronique (mte)
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- Laure Pinard
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1 RS /8 La description de module définit les conditions cadres du déroulement de l enseignement des matières du module. Filière(s) Orientation Public Microtechniques (MIC) Microtechnologies et Electronique (mte) Plein temps Unités Niveau d études Période pédagogique (semestre) N Type Désignation.1 CT Micro et nanotechnologies I 2.2 TP Micro et nanotechnologies appliquées I 4.3 CT, TP CEM et conception PCB 4.4 TP Microcontrôleurs 2 Total 6 6 Indication en périodes hebdomadaires (45 min.) CT Cours théorique ; TP Travail pratique ; PR Projet Programme Bachelor Executive Master Master of Advanced Studies Niveau Elémentaire Intermédiaire Avancé Spécialisé (Basic) (Intermediate) (Advanced) (Specialized) Type Central Lié Mineur (Core) (Related) (Minor) Volume de travail heures Enseignement 135 Travail personnel 135 Travail total 270 Crédits ECTS 9 Pré requis Avoir acquis les modules : Sciences IA (1931), Électricité et Informatique (1460) ou (1461).
2 RS /8 d apprentissage, compétences visées Les objectifs d apprentissage de ce module sont classés selon les trois degrés croissants de difficulté: (M) Mémorisation, (A) Application et compréhension, (R) Résolution de problèmes (analyse, synthèse, évaluation). A l issue du module, l'étudiant doit être capable de : Micro et nanotechnologies I Expliquer et appliquer les bases de la technique du vide et la technologie des plasmas pour des applications de prototypage industrielle. (A) Distinguer les différentes techniques de microusinage, les appliquer pour la réalisation de microsystèmes. (A) Vivre la transition physique entre les nano et les microsystèmes. Créer la liaison entre les technologies de surfaces, les technologies de l usinage (ablative et générative), les dispositifs optiques et semiconducteurs pour générer la créativité demandée pour des microsystèmes (MEMS : microelectromechanical systems) modernes. Apprendre et comprendre les méthodes de prototypage rapide de micro et nanosystèmes (A). Simuler et concevoir des microsystèmes (nouvelles applications). (R) Décrire les différences fondamentales entre micro et nanotechnologie et être capable d expliquer les lois d échelle qui sont associées avec chacune des différences (M) Expliquer les nanomatériaux et l'effet de "dimension". (A) Expliquer les propriétés physiques, et mécaniques à l échelle nanométrique. (A) Micro et nanotechnologies appliquées I Citer les éléments importants de l'environnement de travail, la préparation et la sécurité. (M) Reconnaître les éléments de vide, expérimenter avec des fuites contrôlées, diverses vannes et pompes. Se familiariser avec les notions de débits, courbes de pompages et comportement d un système sous vide. (R) Décrire le fonctionnement d un laser (M). Réaliser des gravures laser sur différents matériaux (R) Créer des structures par photolithographie et analyser la performance par microscopie. (R) Réaliser une photodiode en silicium par photolithographie comprenant les éléments suivants : 1) Créer un contact ohmique par diffusion d une couche mince en aluminium. (R) 2) Créer un contact avant en aluminium et structuration par photolithographie et gravure directe. (R) 3) Aligner le masque par rapport à la structure déjà effectuée ; depôt d une couche mince transparente en aluminium par évaporation et structuration par lithographie et liftoff. (R) Selon le temps disponible, aperçu d autres technologies (softlithography, electrowetting, ). (A) Réaliser un micromélangeur microfluidique par prototypage rapide (R)
3 RS /8 Fabrication du moule, moulage et bonding du polymère, test du mélangeur avec un setup microfluidique (pompes, vannes, traceurs fluorescents et microscope) (R) Appliquer des méthodes de prototypage rapide générique (R). CEM et conception PCB Déterminer les caractéristiques des différents mécanismes perturbateurs. (M) Analyser un système du point de vue de la compatibilité électromagnétique sur la base des différents modes de couplage et de circuits équivalents. (A) Réaliser un PCB en respectant les règles de l art pour éviter les perturbations électromagnétiques et réduire le niveau de bruit (A) Trouver les moyens d'amélioration des propriétés des systèmes du point de vue de la CEM. (R) Microcontrôleurs Citer les principes de la conversion A/D et D/A (M) Expliquer le principe de fonctionnement des sousroutines et des interruptions (M) Appréhender la gestion des capteurs à l aide d un microcontrôleur. (A) Concevoir et programmer des applications logicielles sur un système à microcontrôleur en assembleur et/ou en C (R)
4 RS /8 Validation Evaluation des apprentissages Evaluations des différentes Unités d Enseignement (UE) Note finale du module : M m m m m MNI MNAI PCB MCR 4 avec les définitions : m MNI = moyenne des notes Micro et nanotechnologies I m MNAI = moyenne des notes Micro et nanotechnologies appliquées I m PCB = moyenne des notes CEM et conception PCB = moyenne des notes Microcontrôleurs m MCR Toutes les notes et moyennes sont précisées au dixième de point. Conditions de réussite : Note finale du module Moyennes M 4.0 (arrondie au demipoint) m i 3.0 (arrondies au dixième de point) La note finale du module, calculée au dixième de point, permet d établir la note ECTS. Modalités de répétition et rattrapage Ce module ne fait pas l objet d une remédiation
5 RS /8 Unité Micro et nanotechnologies I Identifiant.1 Méthode spécifiques Modalités d évaluation Description du contenu (motsclés) Cours, exercices. Voir les objectifs généraux du module. 2 contrôles principaux écrits, annoncés et obligatoires. Technique du vide. Technologie des plasmas. Microusinage par ultrasons, sablage, électroérosion, jet d eau, etc. Gravure par Reactive Ion Etching (RIE) et gravure chimique. Couches minces optiques Couches minces packaging Introduction à la nanotechnologie (lois d échelle, physique à l échelle nanométrique, nanomatériaux, nanomécanique) Supports de cours Cours polycopiés. Outils utilisés Selon les indications fournies par le professeur. Bibliographie Madou, Fundamentals of Microfabrication, CRC Press, ISBN , SZE introduction to VLSI Technology Nanotechnology: Understanding Small Systems, Ben Rogers, Sumita Pennathur, Jesse Adams, CRC press ISBN= Particularité d organisation
6 RS /8 Unité Micro et nanotechnologies appliquées I Identifiant.2 Méthode spécifiques Modalités d évaluation Cours, exercices. Voir les objectifs généraux du module. 1 note pour le comportement personnel et le respect de la sécurité A chaque TP correspond un rapport corrigé et noté. Le comportement personnel influence cette note (investissement, sécurité au travail, ). Description du contenu (motsclés) Microtechnologies Sécurité, MSDS, fiche de sécurité, comportement, vide, fuite, vanne, jauge, spectromètre, plasma, PVD, photolithographie, alignement, gravure directe, liftoff, laser, analyse, microscope. Microfluidique Micromélangeur, prototypage rapide, moule, bonding, setup microfluidique, pompe, vannes, traceurs fluorescents, microscope. Supports de cours Cours polycopiés. Outils utilisés Selon les indications fournies par le professeur. Bibliographie Particularité d organisation
7 RS /8 Unité CEM et conception PCB Identifiant.3 Méthode spécifiques Modalités d évaluation Cours, exercices et travaux pratiques en laboratoire. Voir les objectifs généraux du module. Contrôle principaux et/ou rapports d'expériences et/ou tests de laboratoire individuels. Description du contenu (motsclés) Les phénomènes perturbateurs Couplages : galvanique, inductif, capacitif et électromagnétique circuits équivalents perturbations bruit filtres électromagnétisme effets des hautes fréquences ferrites ondes câbles blindages protection CEM circuits imprimés petits signaux routage plans de masse transmission et mise en forme des signaux amplification décharges électrostatiques essais immunité émission normes Marquage CE. Supports de cours Cours polycopiés, Powerpoint Outils utilisés Selon les indications fournies par le professeur. Bibliographie Alain Charoy : Compatibilité électromagnétique Alain Charoy : Parasites et perturbations des électroniques (4 volumes) Christian Tavernier : Guide pratique de la CEM Schaffner : CEM Ralph Morrison : Grounding & Shieling techniques in instrumentation Jo Hortkotte : CEKennzeichnung JeanLouis Cocquerelle : C.E.M. et électronique de puissance Jacques Cuvillier : Cours de CEM, Notions élémentaires Divers articles issus des Techniques de l ingénieur voir NEBIS F. Rachidi : CEM dans les circuits électroniques Particularité d organisation
8 RS /8 Unité Microcontrôleurs Identifiant.4 Méthode spécifiques Modalités d évaluation Cours, exercices. Voir les objectifs généraux du module. 2 contrôles principaux écrits, annoncés et obligatoires. Description du contenu (motsclés) conversions AD et DA sousroutines et interruptions structures de programmation, organigrammes et/ou structogrammes langages assembleur et C gestion de capteurs affichage et interface hommemachine applications logicielles Supports de cours Cours polycopiés. Outils utilisés Selon les indications fournies par le professeur. Bibliographie Particularité d organisation
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