多晶硅梁的加速疲劳实验

• 作者: 唐洁影 居易 陈龙龙 韩磊
• 来源期刊: 纳米技术与精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: MEMS 疲劳 固支梁 悬臂梁 谐振频率 加速实验
• 年，卷（期）: 2011,（5）
• 所属期刊栏目: 精密测量
• 页码范围: 464-467
• 分类号: TN16
• 字数: 2732字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-6030.2011.05.016

摘要

MEMS器件在循环振动载荷作用下,器件可能会发生断裂、软化等疲劳失效现象.本文中选取了以表面工艺加工的多晶硅结构—固支梁与悬臂梁作为实验研究对象,并在微结构梁上利用光刻的方法对两个被测结构分别引入了凹槽和切口两种缺陷形式,并在其上加载循环静电载荷,进行加速疲劳实验.实验利用激光多普勒测振仪测量谐振频率的变化,来表征微梁结构等效弹性模量的改变.实验结果表明,无论固支梁或者悬臂梁,其谐振频率都发生了明显的偏移:固支梁结构初始频率为170.749 kHz,实验后谐振频率增大,偏移量达到15.618 kHz,其相对变化量为9.15％,而悬臂梁结构初始频率为112.357 kHz,实验后谐振频率变小,减小量达到1.342 kHz,相对偏移为1.34％,器件性能发生明显退化.