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《西北工业大学》 2004年
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微电子机械系统材料力学性能测试方法的研究

汤忠斌  
【摘要】: 随着微电子机械系统(Microelectronic Mechanical System,MEMS)技术的兴起和发展,MEMS器件已大量应用于国防和民用产品。MEMS器件在热、电、磁作用下的可靠性的要求日益增高。由于MEMS系统不可避免的进行某些机械运动或受到机械力的作用,因此对MEMS材料的力学性能也提出了更高的要求。 本文介绍了新近研制的用于测量微电子机械系统MEMS材料的机械性能的单轴拉伸试验系统,采用激光干涉技术测量试样应变,得到材料从开始变形直至破坏的全历程应力~应变曲线。 本文采用的拉伸试样,厚度只有200μm,试验段宽度为300μm,对如此微小的试样进行单轴拉伸试验以得到其应力~应变曲线在国内还是首次。 论文主要包括以下几个方面的内容: 1)综述了国内外MEMS材料力学性能的测试方法及进展,特别是对单轴拉伸作了详细的概括与分析,为本文的研究工作提供参考。 2)通过有限元方法模拟了拉伸试验时试样的应力分布,分析了试样几何形状参数对应力分布的影响,在此基础上优化设计了试样和夹具。 3)对试样加工和表面处理工艺进行了研究,制定了一套适用的试样加工和表面处理工艺流程。 4)介绍试验设备的组成及试验原理,通过理论推导和有限元数值模拟分析了拉伸试样的凹痕标记对应变测量的影响,对ISDG(Interference strain/Displacement Gauge)方法进行了深入的研究。 5)对多晶铜试样进行了试验,得到了其应力~应变曲线。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH703

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邢星;朱玉田;吴强;黄海涛;;基于虚拟仪器的薄膜材料拉伸测试系统[J];传感器与微系统;2010年04期
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1 马冬莉;3003铝合金微圆筒拉深成形研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 王慧敏;微冲压系统结构设计及有限元分析[D];哈尔滨工业大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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2 张泰华,杨业敏,赵亚溥,余同希,孙庆平;微型材料的拉伸测试方法研究[J];机械强度;2001年04期
3 赵则祥,王海容,蒋庄德;纳米压入法MEMS材料力学性能测量与评定标准化的初步设想[J];机械强度;2001年04期
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5 张泰华,杨业敏;纳米硬度技术的发展和应用[J];力学进展;2002年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 张统一;李剑荣;;薄膜测试的微桥技术[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
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4 Anthony G.Evans;A.Yehle;;A criterion for the avoidance of edge cracking in layered systems[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
5 郇勇;郝圣旺;刘东旭;杨海升;;电液伺服材料试验机的动力学响应特性研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
6 刘志远;田慧;杨庆生;;低合金马氏体钢纳米硬度试验[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
7 刘志远;田慧;杨庆生;;基于纳米压入技术的磁脉冲焊接法焊缝过渡区硬度测试[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
8 刘志远;高雪玉;杨庆生;;纳米压痕法测定人血红细胞的力学特性[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
9 刘志远;高雪玉;杨庆生;;基于纳米压入技术的低介电材料薄膜性能研究[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
10 陈樟;苏伟;万敏;;MEMS材料力学性能测试方法综述[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
2 尹莉;微尺度下结构的静动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
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4 刘剑英;铝合金弹性熨压加工表面组织性能及工艺可靠性研究[D];吉林大学;2011年
5 郭小松;热丝化学气相沉积制备硅氢薄膜及其性质的研究[D];兰州大学;2011年
6 卢茜;铜互连结构的力学性质及基于互连结构制备的阻变存储器研究[D];复旦大学;2011年
7 曹东风;细观特征对SiCp/Al复合材料力学行为影响的实验及数值研究[D];武汉理工大学;2011年
8 包陈;材料力学测试技术中的理论方法与实验应用[D];西南交通大学;2011年
9 张双燕;化学成分对木材细胞壁力学性能影响的研究[D];中国林业科学研究院;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚利盼;二维压痕脱层实验中的压痕应力研究[D];郑州大学;2010年
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9 孙瑞;100KPa多晶硅纳米膜压力芯片研究[D];沈阳工业大学;2011年
10 孙剑;玉米根茬结构和力学特征及与土壤的摩擦学性能[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李雪萍;丁桂甫;安藤妙子;式田光宏;佐藤一雄;;一种MEMS薄膜材料的力学性能测试方法[J];传感器与微系统;2007年02期
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5 李勇,郭旻,周兆英;特种微型机械加工技术[J];光学精密工程;2000年03期
6 张涛,孙立宁,蔡鹤皋;压电陶瓷基本特性研究[J];光学精密工程;1998年05期
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8 郝用兴;华林;李勇;;D56G90冷辗环机机架的三维有限元分析[J];机电产品开发与创新;2006年04期
9 杨金利;;300kN压力机上横梁的有限元分析[J];机械设计;2006年04期
10 董涛,章维一,侯丽雅;微系统制造中的3维微成形技术[J];南京理工大学学报(自然科学版);2001年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 沈洪源;微构件力学性能片外拉伸测试实验装置研究[D];大连理工大学;2006年
【二级参考文献】
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1 梅涛,孔德义,张培强,伍小平;微电子机械系统的力学特性与尺度效应[J];机械强度;2001年04期
2 陈隆庆,赵明暤,张统一;薄膜的力学测试技术[J];机械强度;2001年04期
3 张泰华,杨业敏,赵亚溥,余同希,孙庆平;微型材料的拉伸测试方法研究[J];机械强度;2001年04期
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1 谈士力;郭成;;微型爬壁机器人研究的关键技术[J];机床与液压;2005年11期
2 许建军;孔学东;李斌;师谦;;MEMS及微机械加速度计可靠性研究[J];电子产品可靠性与环境试验;2006年05期
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4 陈光焱;王超;;微惯性开关设计技术综述[J];信息与电子工程;2009年05期
5 程春生;张子生;阎正;赵庆勋;刘世普;刘丽华;刘保亭;;铁电厚膜溶胶-凝胶法的制备与探讨[J];河北师范大学学报(自然科学版);2006年02期
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8 朱健,林金庭,林立强;DCDC—20GHz射频MEMS开关(英文)[J];半导体学报;2001年06期
9 王钻开,宗登刚,陆德仁;高量程加速度计的力学性能分析[J];机械强度;2002年04期
10 王权岱,段玉岗,丁玉成,卢秉恒,张亚军;基于微压印成形的三维微电子机械系统制造新工艺[J];西安交通大学学报;2005年09期
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1 陈宝;施进浩;;微电子机械系统中的超微电机[A];第七届中国小电机技术研讨会论文集[C];2002年
2 孙克豪;胡宇群;王立森;赵亚溥;;微电子机械系统的计算机辅助设计[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
3 田文超;贾建援;;MEMS粘着研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
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5 杜振辉;蒋诚志;谢艳;钟莹;张国雄;陶知非;;激光多普勒效应在MEMS运动测量中的应用研究[A];全球化、信息化、绿色化提升中国制造业——2003年中国机械工程学会年会论文集(微纳制造技术应用专题)[C];2003年
6 田文超;贾建援;;MEMS薄膜应力研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
7 田文超;贾建援;;MEMS粘附问题研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
8 张永华;丁桂甫;蔡炳初;沈民谊;;射频MEMS移相器研究进展[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
9 刘文平;宋达;李铁;李昕欣;王跃林;;集成硅纳米线制造技术及其电学性质研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
10 戴永胜;张宇峰;祁高品;朱建;郁元卫;;毫米波MEMS单片集成移相器[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国电子科技集团公司第49研究所信息中心主任 曹金名;微电子机械系统开辟新世界[N];中国电子报;2003年
2 本报记者 李佳霖;做出尖端的技术 赶超世界一流水平[N];经济日报;2009年
3 本报记者 苏雁;用智慧改变生活[N];光明日报;2009年
4 山西焦煤集团公司西山古交生活服务公司 张艳萍;浅谈机电一体化的发展及趋势[N];山西科技报;2009年
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6 记者 过国忠;美新半导体(无锡)公司微纳传感器技术获多项突破[N];科技日报;2010年
7 本报记者 马文方;MEMS:物联网核心技术所在(上)[N];中国计算机报;2010年
8 王振满;前沿技术孕育产业力量[N];南京日报;2008年
9 本报记者 赵永新;中国工程院院士刘韵洁——物联网:少烧虚火,多炼真功[N];人民日报;2010年
10 记者 亢宗兵 陈希;“重庆光谷”破土而出[N];重庆商报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾智;微电子机械系统中新型电磁微电机的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
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3 赵本刚;基于MEMS的光学电流传感器与微纳安检流计的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
4 马铁英;非晶硅微测辐射热计的材料、设计、制备和测试研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
5 耿照新;基于MEMS技术的微阀和微泵的设计与研制[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
6 韩建强;基于掩膜—无掩膜腐蚀技术的AFM探针制作方法研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2006年
7 韩光平;微电子机械系统力学性能及尺寸效应研究[D];西安理工大学;2006年
8 于景荣;质子交换膜与MEMS微型燃料电池的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
9 房振乾;微电子机械系统(MEMS)中介孔硅材料的热学、力学及电学特性研究[D];天津大学;2007年
10 黄新龙;若干微电子机械系统研制及相关LIGA工艺研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林林;基于卡西米尔势能温度场的微电子机械系统性能研究[D];东北师范大学;2011年
2 吴峥;MEMS微结构动力学性能研究[D];南京理工大学;2010年
3 孟庆旭;微型化学燃料电池的研究[D];黑龙江大学;2007年
4 范勇;压电致动式微泵的驱动装置结构分析与设计[D];西安电子科技大学;2001年
5 张艳凤;MEMS压阻式加速度传感器的研究[D];长春理工大学;2004年
6 宣云;RF MEMS开关器件研究[D];清华大学;2005年
7 吴雷;MEMS面型微加热器的结构设计和制作[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
8 宋达;一种基于MEMS的单晶硅纳米线制造技术研究[D];浙江大学;2005年
9 路亮;紫外激光曝光光刻SU-8胶的工艺研究[D];北京工业大学;2006年
10 张洪震;叉指式硅微机械加速度计设计与检测技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
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