Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi

Yıl 2012, Cilt: 9 Sayı: 1, - , 01.02.2012

Öz

Because of the fabrication techniques, mechanical properties of the materials
used in micro electromechanical systems should be determined by utilizing micro-scale test
structures. In this study, a micro bending test structure, whose actuator, sample, and readout
scale are integrally fabricated on a single chip is presented. Integrated fabrication of all
components eliminates the alignment problem observed in similar systems. The structure
relies on the principle of bending a double-clamped beam from its center by using an
electrostatic comb drive. Deflection amount is determined by using image processing
techniques on the read-out scale. Designed structures are fabricated by using silicon-oninsulator
wafers. As a result of the tests, elastic modulus of silicon is determined as 136
GPa in accordance with the literature. 

Kaynakça

  • [1] T. Yi and C.-J. Kim, Measurement of mechanical properties for MEMS materials, Measurement Science and Technology 10 (1999), 706–716.
  • [2] T. Tsuchiya, Evaluation of mechanical properties of MEMS materials and their standardization, Reliability of MEMS, Wiley-VCH 2008, 1–25.
  • [3] M. A. Haque and M. T. A. Saif, Microscale materials testing using MEMS actuators, Journal of Microelectromechanical Systems 10 (2001), 146–152.
  • [4] M. A. Haque and M. T. A. Saif, Mechanical behavior of 30-50 nm thick aluminum films under uniaxial tension, Scripta Materialia 47 (2002), 863–867.
  • [5] T. P. Weihs, S. Hong, J. C. Bravman and W. D. Nix, Mechanical deflection of cantilever microbeams: A new technique for testing the mechanical properties of thin films, Journal of Materials Research 3 (1988), 931–942.
  • [6] S.-H. Lee, J. W. Evans, Y. E. Pak, J. U. Jeon and D. Kwon, Evaluation of elastic modulus and yield strength of Al film using an electrostatically actuated test device, Thin Solid Films 408 (2002), 223–229.
  • [7] E. Yildirim, Development of Test Structures and Methods for Characterization of MEMS Materials, Master Thesis, Middle East Technical University, Ankara 2005.
  • [8] S. D. Senturia, Microsystem Design, Springer 2001.
  • [9] W. Young, R. Budynas and A. Sadegh, Roark’s Formulas for Stress and Strain, Mcgraw-Hill 2011.
  • [10] M. A. Hopcroft, W. D. Nix and T. W. Kenny, What is the Young’s modulus of silicon? Journal of Microelectromechanical Systems 19 (2010), 229–238.
Yıl 2012, Cilt: 9 Sayı: 1, - , 01.02.2012

Öz

Kaynakça

  • [1] T. Yi and C.-J. Kim, Measurement of mechanical properties for MEMS materials, Measurement Science and Technology 10 (1999), 706–716.
  • [2] T. Tsuchiya, Evaluation of mechanical properties of MEMS materials and their standardization, Reliability of MEMS, Wiley-VCH 2008, 1–25.
  • [3] M. A. Haque and M. T. A. Saif, Microscale materials testing using MEMS actuators, Journal of Microelectromechanical Systems 10 (2001), 146–152.
  • [4] M. A. Haque and M. T. A. Saif, Mechanical behavior of 30-50 nm thick aluminum films under uniaxial tension, Scripta Materialia 47 (2002), 863–867.
  • [5] T. P. Weihs, S. Hong, J. C. Bravman and W. D. Nix, Mechanical deflection of cantilever microbeams: A new technique for testing the mechanical properties of thin films, Journal of Materials Research 3 (1988), 931–942.
  • [6] S.-H. Lee, J. W. Evans, Y. E. Pak, J. U. Jeon and D. Kwon, Evaluation of elastic modulus and yield strength of Al film using an electrostatically actuated test device, Thin Solid Films 408 (2002), 223–229.
  • [7] E. Yildirim, Development of Test Structures and Methods for Characterization of MEMS Materials, Master Thesis, Middle East Technical University, Ankara 2005.
  • [8] S. D. Senturia, Microsystem Design, Springer 2001.
  • [9] W. Young, R. Budynas and A. Sadegh, Roark’s Formulas for Stress and Strain, Mcgraw-Hill 2011.
  • [10] M. A. Hopcroft, W. D. Nix and T. W. Kenny, What is the Young’s modulus of silicon? Journal of Microelectromechanical Systems 19 (2010), 229–238.
Toplam 10 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Ender Yıldırım Bu kişi benim

Tayfun Akın Bu kişi benim

M. A. Sahir Arıkan Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 1 Şubat 2012
Yayımlandığı Sayı Yıl 2012 Cilt: 9 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Yıldırım, E., Akın, T., & Arıkan, M. A. S. (2012). MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi. Cankaya University Journal of Science and Engineering, 9(1).
AMA Yıldırım E, Akın T, Arıkan MAS. MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi. CUJSE. Şubat 2012;9(1).
Chicago Yıldırım, Ender, Tayfun Akın, ve M. A. Sahir Arıkan. “MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik Bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı Ve Gerçekleştirilmesi”. Cankaya University Journal of Science and Engineering 9, sy. 1 (Şubat 2012).
EndNote Yıldırım E, Akın T, Arıkan MAS (01 Şubat 2012) MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi. Cankaya University Journal of Science and Engineering 9 1
IEEE E. Yıldırım, T. Akın, ve M. A. S. Arıkan, “MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi”, CUJSE, c. 9, sy. 1, 2012.
ISNAD Yıldırım, Ender vd. “MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik Bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı Ve Gerçekleştirilmesi”. Cankaya University Journal of Science and Engineering 9/1 (Şubat 2012).
JAMA Yıldırım E, Akın T, Arıkan MAS. MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi. CUJSE. 2012;9.
MLA Yıldırım, Ender vd. “MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik Bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı Ve Gerçekleştirilmesi”. Cankaya University Journal of Science and Engineering, c. 9, sy. 1, 2012.
Vancouver Yıldırım E, Akın T, Arıkan MAS. MEMS Malzeme Karakterizasyonu için Bütünleşik bir Elektrostatik Mikro Bükülme Test Yapısı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi. CUJSE. 2012;9(1).