基于諧振原理的微機械疲勞試驗裝置的設計與制造.pdf

1、本文設計了六種由梳狀驅動器靜電力驅動的硅微薄膜疲勞試驗裝置，并對其中兩種典型的裝置進行了有限元模擬。在此基礎上，采用表面多晶硅標準工藝對這些裝置進行了加工制造，制造結果完全符合設計要求。 首先，結合國外研究成果對六種微疲勞試驗裝置進行了結構設計。這些裝置均基于諧振原理，采用圓弧梳狀驅動器靜電力驅動，由顯微鏡和電容式位移傳感器測量振動塊的振動幅度，根據(jù)測量結果由有限元方法間接計算試樣缺口根部所受的應力應變，由此來研究硅薄膜試樣的疲

2、勞特性。裝置各層的結構尺寸符合兩層多晶硅表面犧牲層標準工藝規(guī)范。 然后，對所設計的微疲勞試驗裝置的圓弧梳狀驅動器電容及靜電驅動力進行了理論分析，在此基礎上采用有限元分析軟件ANSYS對兩種典型裝置進行了模態(tài)分析和簡諧分析，其中用到了機電耦合單元TRANS126。有限元分析結果表明，對每種裝置，試樣缺口根部的應力水平與所施加的驅動電壓具有一定的關系，利用這些關系可對試驗所需電壓值進行預測。 最后，采用國內典型兩層多晶硅表面