单晶硅微桥式梁力学性能的弯曲测试

作     者：韩光平 刘凯 王秀红 Han Guangping;Liu Kai;Wang Xiuhong

作者机构：西安理工大学西安710048 郑州航空工业管理学院郑州450015 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2006年第27卷第2期

页      面：176-179,208页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：微电子机械系统 纳米压痕法 力学性能 尺寸效应 弯曲测试 

摘      要：微梁是微电子机械系统（MEMS）中常见的结构，单晶硅是MEMS最基本、最常用的材料之一，其材料力学性能需要精确的评价。应用光刻等技术加工了六组不同尺寸的微桥式梁试件，并进行了弯曲测试，梯形截面的试件可代表矩形、方形等截面的常见微梁。弯曲测试选用的纳米压痕法适用于弹塑性材料，且可同时获取弹性模量、硬度和弯曲强度等多种力学性能参数。实验测得单晶硅的平均弹性模量为（170．295±2．4850）GPa，没有呈现尺寸效应；弯曲强度在3．24～10．15GPa范围内变化，有较强的尺寸效应，平均硬度为（9．4967±1．7533）GPa，尺寸效应不太明显。