目前研究人員已經(jīng)提出了各種測試技術(shù)來測試MEMS薄膜的力學(xué)參數(shù),例如納米壓痕法,扭轉(zhuǎn)和彎曲法等。這些方法大多數(shù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜需要詳細(xì)的建模分析。此外,需要外部或片外驅(qū)動的方法來施加應(yīng)力,這可能產(chǎn)生誤差。本論文提出了一個MEMS薄膜斷裂強(qiáng)度的新測試結(jié)構(gòu)。因?yàn)槿俗中螣釄?zhí)行器(chevron-shaped thermal actuators,TAs)可以提供較大的力和位移,所以它可以為測試單元提供一個完整的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。在執(zhí)行器的梁上施加電壓,會使得兩發(fā)生熱膨脹。這會導(dǎo)致與其連接的結(jié)構(gòu)發(fā)生直線位移。這種方法的缺點(diǎn)是樣品在測試過程中可能遇到大的熱流和高溫,這會改變某些材料的機(jī)械性能。為了解決這個問題,本論文在測試結(jié)構(gòu)上增加了一個散熱器來限制熱量流向測試單元試樣。本論文在COMSOL Multiphysics中設(shè)計和仿真了6種不同設(shè)計尺寸的人字形熱執(zhí)行器,并對結(jié)果進(jìn)行了分析。在每個模型中,只改變梁的長度和數(shù)量,梭(shuttle)的長度和寬度以及的長度和寬度以及預(yù)彎角度。在第一個模型中執(zhí)行動器梁的長度為116μm,寬度為10μm,厚度為10μm,梭的長度,寬度和厚度分別為300μm,10μm,1...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
ABSTRACT
摘要
Chapter 1 INTRODUCTION
    1.1 MEMS Overview
    1.2 Background
    1.3 Research Development Status
    1.4 Work of the Thesis
    1.5 Conclusions
Chapter 2 EXTRACTION OF FRACTURE STRENGTH
    2.1 Fabrication Methods
        2.1.1 Design Rules
    2.2 Different Methods
        2.2.1 Tensile Testing Method
        2.2.2 Compressive Test Methods
        2.2.3 Bending Test Methods
        2.2.4 Torsional Test Methods
    2.3 Conclusions
Chapter 3 MODELING OF THE TEST STRUCTURE
    3.1 Micro Electrostatic Actuator
    3.2 Micro Thermal Actuator
    3.3 Analytical Model of Chevron Shaped Thermal Actuator
    3.4 Conclusions
Chapter 4 SIMULATION ANALYSIS FOR DIFFERENT DESIGNS
    4.1 FEM Simulation
    4.2 1^st Model
    4.3 2^nd Model
    4.4 3^rd Model
    4.5 4^th Model
    4.6 5^th Model
    4.7 6^th Model
    4.8 Results and Discussions
    4.9 Conclusions
Chapter 5 CONCLUSIONS AND FUTURE WORK
Acknowledgement
Dedication
References
Figures
Tables
Acronyms
Author's Bibliography



本文編號：3920090