声传输测量用于提取复杂的3D MEMS传感器的机械性能
Dennis Becker1, Moritz Littwin1, Achim Bittner1
1Hahn-Schickard, Wilhelm-Schickard Straße 10, 78052 Villingen-Schwenningen, Germany.
Micromachines
|September 28, 2024
概括
一种新的被动测量技术准确地描述了声学MEMS传感器中的侧向振动. 这种方法避免了破坏性样本准备,改善了微电机系统 (MEMS) 的机械性质分析.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 声学 声学 在声学方面
背景情况:
- 声学MEMS传感器使用3D折叠的隔膜和埋在平面中的振动结构来增强活性区域.
- 描述机械性能对于MEMS传感器的开发至关重要.
- 现有的横向振动测量方法需要大量的破坏性样本准备.
研究的目的:
- 介绍一种新的被动测量技术,用于表征MEMS隔膜中的侧向振动.
- 在没有破坏性或复杂的样本准备的情况下确定隔膜合规性.
- 为了验证该技术与数值模拟对MEMS传感器开发.
主要方法:
- 声传输测量和一次性元素建模的结合.
- 适用于不同长度的隔膜.
- 通过被动测量方法,消除了对样本破坏的需要.
主要成果:
- 成功确定了从0.08×10−15到1.04×10−15m3/Pa.的隔膜符合性.
- 实现了对1000微米以上的隔膜的高精度,结果与数值模拟不同4%或更少.
- 证明了被动技术对横向振动的特征的有效性.
结论:
- 提出的被动测量技术提供了一种非破坏性和高效的方法来表征MEMS隔膜.
- 这种方法大大简化了对侧向振动的分析,这对于声学MEMS传感器设计至关重要.
- 与数值模拟的高度一致性验证了该技术在MEMS研究和开发中的可靠性.


