基于Weibull分布的MEMS器件冲击可靠性建模

摘要：

提出一种针对MEMS(micro-electro-mechanical systems)器件机械失效进行可靠性建模与预测的概率方法.首先从材料力学性能的尺寸效应出发,介绍脆性材料断裂强度的不确定性及其Weibull概率分布；然后,针对典型的MEMS表面微加工工艺,推导得出基于牺牲层技术的淀积薄膜结构残余热应力表达式；在此基础上,以一种悬臂式MEMS多晶硅器件在冲击载荷下的断裂失效为研究实例,建立体现其尺度、工艺及载荷特性的可靠性分析模型,并利用相关文献对多晶硅力学性能的测试数据,对该器件的冲击可靠度进行定量计算.结果表明典型多晶硅MEMS结构具有高达103g ～104g数量级的抗冲击能力(g为重力加速度).同时可看出,MEMS可靠性受多种关联因素的综合影响,准确的可靠性建模及设计在很大程度上依赖于大量的微尺度下材料性能或行为的基础性实验数据.

关键词：微机电系统、可靠性、Weibull分布、残余应力、冲击

所属期刊栏目：35

分类号：TH114;O347.3

在线出版日期：2013-04-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：15-21