微结构片外弯曲测试装置及试样设计

摘要：

硅是微电子机械系统(简称微机电系统)中最常见的功能结构材料,可靠性是制约硅微构件小尺度加工和大规模制造的瓶颈问题.为研究硅微构件的力学特性,本文开发了一套以压电驱动、微力测量、位移检测为核心组件的片外测试系统.设计了一种将四个弯曲测试梁集于一体的微结构,借助有限元方法确定其尺寸,并用理论方法验证有限元分析的合理性.本文着重确保了四个关键设计目标:一、每根测试梁最大应力应位于其与外框架结合处;二、未断裂测试梁的最大应力受其他梁的断裂的影响应足够小;三、各个测试梁的最大应力的差别应足够小;四、支撑梁的最大应力应明显小于测试梁.最后测试了试样的弯曲强度,实验加载曲线和有限元分析基本吻合,表明测试装置和试样设计是合理的,为后续的硅微构件可靠性测试奠定了基础.

关键词：微机电系统、弯曲测试装置、硅微结构、试样设计、有限元分析

所属期刊栏目：37

分类号：TB301(工程材料学)

资助基金：江西省高等学校教学改革研究省级项目;江西省高等学校教学改革研究省级项目

在线出版日期：2016-08-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：372-380