改进了用于收集微接触器性能和可靠性数据的测试装置
Turja Nandy1, Ronald A Coutu1, Rafee Mahbub1
1Department of Electrical and Computer Engineering, Marquette University, Milwaukee, WI, 53233, USA.
Micromachines
|May 25, 2024
概括
这项研究开发了一种用于微电子机械系统 (MEMS) 欧米接触开关的先进测试装置. 该装置可进行高速测试,证明无线通信应用中微接触可靠性超过2亿个周期.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 微电子机械系统 (MEMS) 欧姆接触开关对于无线通信至关重要.
- MEMS开关的可靠性在很大程度上取决于微接触器的性能和寿命.
- 现有的测试方法缺乏先进的微接触特征化所需的精度和速度.
研究的目的:
- 开发一款改进的微接触测试装置,具有高启动速率 (KHz) 和精确控制位置 (nm) 和力 (nN).
- 使用开发的测试固定装置评估新型MEMS微接触结构的性能和可靠性.
- 为了验证测试装置在未来对先进微接触器的研究中的潜力.
主要方法:
- 使用Au/RuO2双金属微接触的 (Ni) 基固定固定束结构制造MEMS微接触测试结构.
- 使用初始接触测试 (ICT) 用200-1000μN的力进行微接触性能的表征.
- 使用冷开关测试 (CST) 在1KHz周期速率进行可靠性测试.
主要成果:
- 开发的微接触测试装置实现了高启动率和精确的力/位置控制.
- 在可靠性测试中,微接触结构表现出3.8-5.2 Ω之间的稳定接触电阻.
- 经过测试的微接触器在1KHz时成功承受了超过2亿个周期,这表明其可靠性很高.
结论:
- 开发的微接触测试装置已被验证为用于表征MEMS微接触的有效工具.
- 实验结果证明了Ni基微接触器与Au/RuO2在可靠的MEMS开关中的潜力.
- 这项工作促进了对先进微接触器的进一步研究,以提高无线应用的MEMS开关可靠性.
