機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    晶圓穿孔陣列之光輔助電化學蝕刻特性研究
    (2008) 羅嘉佑; Jia-You Lo
    本研究自行開發低光源成本之光輔助電化學蝕刻(photo-assisted electrochemical etching, PAECE)設備,藉由改變光照強度及界面活性劑等實驗條件,並改善電化學蝕刻穿孔製程,得到較高之蝕刻速率與低孔壁粗糙度的穿洞陣列。未來可應用於積體化微探針陣列之製作,或利用晶圓內垂直導體之晶圓內連線而實現晶圓級堆疊封裝之目的。此技術開發有設備與製程成本低、可批次生產、良率高,且與半導體製程相容性高等特點。 由實驗結果已驗證,在利用光輔助電化學蝕刻技術製作高深寬比微穿孔陣列方面,可得到500 um的孔洞深度、穿孔時間最快約為16.7 hr的微穿孔陣列,且孔壁形貌有極佳之表面粗糙度。電化學蝕刻之孔徑最小約為21 um,蝕刻孔洞之深寬比最大約為17.7。相關之實驗條件如下:光源照度為32000 lux至18000 lux,選用陽離子型界面活性劑1 wt.% DC-1、陰離子型界面活性劑1 wt.% MA、強氧化劑2.5 wt.% H2O2及有機界面活性劑1 wt.% Alcohol。經此技術蝕刻而得之黑色微孔洞陣列,在僅添加陰離子型界面活性劑1 wt.% MA且蝕刻2 hr後,其反射率最低可降至約0.43%,而使用界面活性劑蝕刻穿孔之結構亦能有約0.4-0.5%之反射率。 本研究證明了利用此技術已能局部取代乾式蝕刻之應用領域,並對於積體化微探針陣列之製作,或晶圓內連線之晶圓級堆疊封裝有極大的助益。且經此技術所製成之黑色微孔洞陣列結構,將有機會應用於太陽能電池之抗反射層,大幅提升太陽能電池之轉換效率。
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    微機電LIGA製程之銅合金電鑄技術開發
    (2006) 劉榮德
    摘 要 由於半導體銅鑲嵌製程的發展,且銅因具有高導電、高導熱等優點,故本研究以低成本之直流電鍍技術來沉積銅合金,並應用於微機電LIGA製程中微結構之製作。 本研究探討了銅鉬、銅鈷及銅鎳三種合金。實驗首先藉由哈爾氏槽試驗來測試鍍液與添加劑對鍍層的影響,再挑選較合適的鍍液組成進行不同電流密度之銅合金電鍍。研究中採用不同的錯合劑、電流密度、鍍液成分、鍍液濃度及沉積時間來進行銅合金電鍍,再經由SEM、EDS、Alpha-Step及ESCA等設備觀察量測鍍層之表面形貌、金屬沉積比率、粗糙度及厚度等特性。最後,從三種銅合金中選定較佳的鍍層與電鍍參數,經微影及電鑄等步驟完成以LIGA製程製作微結構之應用。 由實驗結果可知:(1)以焦磷酸銅鍍液進行銅鉬合金電鍍時,在電流密度2~5 ASD下具有銅鉬合金沉積,但鉬的含量僅2~3 at%。此外,因合金中有大量的氧原子沉積,造成鍍層出現嚴重的裂痕。(2)銅鈷合金可藉由添加檸檬酸鈉於硫酸銅鍍液中被沉積出,鍍層中鈷離子沉積量會隨著電流密度、鍍液中鈷離子濃度及檸檬酸鈉濃度的增加而增加,但會隨著沉積厚度的增加而逐漸減少,造成此現象的原因可能是鍍層中鈷原子易遭銅離子置換所造成。(3)銅鈷合金中,鍍層在電流密度4~5 ASD時,鈷離子含量可達50~60 at%。若鍍浴中加入銅光澤劑時,在電流密度6 ASD以上可沉積出具金屬光澤之銅鈷鍍層,但因過多的氫氣泡阻礙鍍層的沉積,導致坑洞的產生及電沉積效率的降低。(4)硫酸銅鍍液中添加檸檬酸鈉可沉積出銅鎳合金,但所沉積出之鍍層色澤偏暗且具粉末狀顆粒。光澤劑的添加,於電流密度2~3 ASD時,可得金屬光澤之銅鎳合金。(5)經微影及電鑄過程後,5 m厚之銅鎳合金微結構可被製作,但所沉積的結構有應力、粗糙度及厚度等問題,仍有待進一步探討。
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    類LIGA製程應用於靜電式微馬達光開關之研製
    (2002-07-31) 楊啟榮
    本研究採用厚膜光阻製程與微電鑄技術之UV-LIGA製程,製作出低成本之微光開關元件。實驗結果顯示SU-8光阻可為光開關之結構材料,達到簡化製程、降低成本的目的。製作完成的微光開關結構實體之可動結構於釋放後,將針對靜電式致動器的驅動性能予於測試。再者,亦將針對微反射鏡的光學反射品質與光路切換的響應速率作評估分析。