【摘要】：微機(jī)電(MEMS)器件對(duì)加工工藝具有高度的敏感性,所以,在設(shè)計(jì)之初就考慮工藝偏差對(duì)成品率的影響至關(guān)重要。MEMS可制造性設(shè)計(jì)正是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,通過(guò)補(bǔ)償設(shè)計(jì)技術(shù)降低工藝偏差對(duì)器件成品率的影響,這是提高成品率的關(guān)鍵途徑,是迫切需要解決的問(wèn)題。本文從工藝偏差對(duì)微機(jī)械器件性能造成的具體影響角度出發(fā),以典型的微機(jī)械器件——固支梁與梳狀諧振器為研究對(duì)象,以有限元仿真與理論推導(dǎo)為手段,分別仿真分析了工藝偏差對(duì)固支梁的諧振頻率、振幅、吸合電壓的影響,以及工藝偏差對(duì)靜電驅(qū)動(dòng)梳狀諧振器的諧振頻率與振幅的影響。針對(duì)固支梁,本文利用有限元分析的手段,分別從幾何尺寸偏差、DRIE工藝導(dǎo)致的梯形剖面形狀、footing效應(yīng)導(dǎo)致的底部過(guò)刻蝕、TMDE工藝造成的波紋剖面形狀以及各向異性刻蝕中會(huì)出現(xiàn)的圓弧拐角幾個(gè)方面,分析了這些工藝偏差對(duì)固支梁的前五階模態(tài)的頻率、振幅以及吸合電壓的影響。發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)固支梁的諧振頻率影響最大,幾何尺寸與過(guò)刻蝕對(duì)振幅影響較大,吸合電壓受厚度影響比較明顯,而固支梁的寬厚比發(fā)生變化時(shí),會(huì)改變其模態(tài)分布。本文分別修正了在梯形剖面形狀、底部過(guò)刻蝕、波紋剖面形狀情況下固支梁的諧振頻率公式,與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了公式的正確性。對(duì)于梳狀諧振器,本文從幾何尺寸偏差、DRIE工藝導(dǎo)致的梯形剖面形狀、footing效應(yīng)導(dǎo)致的底部過(guò)刻蝕、TMDE工藝造成的波紋剖面形狀以及力學(xué)參數(shù)誤差的角度出發(fā),利用有限元仿真,分析了工藝偏差對(duì)梳狀諧振器的諧振頻率、振幅的影響,并分別修正了在梯形剖面形狀、底部過(guò)刻蝕、波紋剖面形狀情況下梳狀諧振器的諧振頻率公式,同時(shí)比較了有限元分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了公式的正確性。研究表明,梳狀諧振器的彈性梁寬度對(duì)諧振頻率影響最大,剖面形狀為梯形形狀時(shí),對(duì)諧振器的諧振頻率影響亦較大,彈性梁的寬厚比發(fā)生變化時(shí),影響諧振器的模態(tài)分布。本論文在分析常見(jiàn)工藝偏差形式的基礎(chǔ)上,研究了這些偏差對(duì)器件性能的影響并進(jìn)行了大量的分析計(jì)算,對(duì)有關(guān)計(jì)算理論提出了修正。論文工作為進(jìn)一步開(kāi)展MEMS可制造性設(shè)計(jì)建立了基礎(chǔ),為后續(xù)工作提供了有益的參考。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH-39;TH16

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 潘文耀;;扇葉的計(jì)算和設(shè)計(jì)(下)[J];家用電器科技;1983年03期

2 ;[J];;年期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 王銀山;黃偉希;許春曉;崔桂香;;壁湍流低速條帶剖面形狀對(duì)其線(xiàn)性穩(wěn)定性的影響[A];第七屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王輝;MEMS可制造性分析與研究[D];東南大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2550377