[发明专利]微机电双层薄膜单元离面弯曲曲率测试结构

摘要

本发明提出了一种微机电双层薄膜单元离面弯曲曲率测试结构，测量单元由左右两个相对放置的双层薄膜门型结构和测差游标组成，测差游标由左右两部分组成，双层薄膜门型结构由锚区和两根直梁组成，双层薄膜门型结构由上下两层薄膜材料叠合而成；直梁的一端与锚区连接，左边的双层薄膜门型结构的直梁另一端连接测差游标左半部分的直梁，右边的双层薄膜门型结构的直梁另一端连接测差游标右半部分的直梁。利用简单双层薄膜门型结构并配合测差游标，可以获得MEMS常用薄膜材料所构成的双层薄膜离面弯曲的曲率，并且可以推广到更多层薄膜材料情况下的测试，测量方法和参数提取的计算方法非常简单。

主权项

一种微机电双层薄膜单元离面弯曲曲率的测试结构，该测试结构由左右两个相对放置的双层薄膜门型结构（101）和测差游标（102）组成，其特征在于：所述测差游标（102）由左右两部分组成，其左半部分包括多个相同并顺时针旋转90度的“T”型结构，旋转后的“T”型结构由水平矩形（102‑1）和与其垂直的竖直矩形（102‑2）构成，各个“T”型结构的水平矩形（102‑1）与直梁（102‑3）垂直连接，“T”型结构的竖直矩形（102‑2）的两条长边是对准用的基线，其中，右侧长边为A基线，左边长边为B基线，所有“T”型结构的尺寸完全相同，所有A基线在一条直线上，B基线在另一条直线上；所述测差游标（102）的右半部分由梳齿结构和位于齿上的“凸”型结构构成，梳齿结构由直梁（102‑4）和垂直连接到直梁（102‑4）的若干齿（102‑11）构成，在齿（102‑11）上与“T” 型结构相邻的一边设计有“凸”型结构（102‑5～102‑10），所述“凸”型结构的个数等于齿（102‑11）的个数减1后乘以2，所述“凸”型结构上与齿垂直的4条直线是另一组对准基线，其中最左边的为C1对准基线，向右依次为C2、C3、C4对准基线，C1、C2基线间距以及C3、C4基线间距均等于[（“凸”型个数×2‑1）×△]，其中△为游标的最小分辨单位；最上边的“凸”型结构（102‑5）的C2对准基线是测差游标（102）的水平中分线y，水平中分线y到测差游标（102）左半部分直梁（102‑3）的左边界和到测差游标右半部分直梁（102‑4）右边界的距离相等；所述双层薄膜门型结构（101）由上下两层薄膜材料（105、104）叠合而成，包括锚区（101‑1）和两根直梁（101‑2、101‑3），直梁的上层材料（105）尺寸略窄于下层材料（104），两根直梁（101‑2、101‑3）的形状与尺寸相同，两根直梁（101‑2、101‑3）的一端与锚区（101‑1）连接，所述测差游标（102）由下层材料（104）制造，左边双层薄膜门型结构的直梁与测差游标（102）左半部分的直梁（102‑3）连接，右边双层薄膜门型结构直梁与测差游标（102）右半部分的直梁（102‑4）连接；整个结构除固定在衬底上的锚区（101‑1）外全部悬浮于衬底（100）之上，所述锚区（101‑1）由三层材料叠合而成，自衬底（100）向上分别为底层支撑材料（103），下层薄膜材料（104），上层薄膜材料（105）。