RESIDUAL STRESS IN A THIN-FILM MICROOPTOELECTROMECHANICAL (MOEMS) MEMBRANE

Abstract

Residual stress from the thin film deposition process can have extremely important effects on the functionality and reliability of MOEMS devices. Almost all surface-micromachined thin films are subject to residual stresses. The most common is thermal stress, which accompanies a change in temperature when thin-film is evaporated on substrate and when it cools down to room temperature. This paper presents the surface-micro-machined micromembrane micromachining technology. The principle scheme of the object is presented and working principle of micromembrane is described. Furthermore, using powerful modeling software Comsol Multiphysics comparison of eigenfrequencies of structure with thermal stresses and without it is presented. A possible problem solution will also be included.DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.mech.18.3.1880Gamybos metu atsiradę liekamieji įtempiai gali turėti ypač didelę reikšmę MOEMS veikimui ir patikimumui. Galima drąsiai teigti, kad paviršinio mikroformavimo būdu jokio prietaiso negalima pagaminti be liekamųjų įtempių. Dažniausiai MOEMS gamyboje pasitaikantys liekamieji įtempiai susidaro kaip tik dėl temperatūros pokyčių, kurie atsiranda užgarinant plonus sluoksnius ant norimų bandinių esant aukštai temperatūrai ir kai naujos struktūros bandinys atvėsta iki kambario temperatūros. Šiame straipsnyje pateikiama mikro membranos paviršinio formavimo technologija. Taip pat yra aprašyta objekto principinė schema ir veikimo principas. Naudojantis Comsol Multiphysics modeliavimo įrankiu yra sumodeliuotos membranos, palyginti savieji dažniai esant temperatūros poveikiui, kuris atsiranda gamybos metu, ir jo nesant. Taip pat yra pateiktas galimas problemos sprendimas.DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.mech.18.3.1880