[发明专利]一种双层双端固支梁的力学参数测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种双层双端固支梁的力学参数测量方法，属于微机电系统(Micro‑Electro‑Mechanical System，简称MEMS)材料参数在线测试技术领域。本发明方法基于首次推导出的上下层不等宽双层双端固支梁的吸合电压解析模型，利用一组上下层不等宽双层双端固支梁的吸合电压进行数值计算，可一次性获得更准确的各层等效杨氏模量和各层的等效残余应力数据，对于MEMS的生产、研究具有重要意义。本发明还公开了一种双层双端固支梁的力学参数测量装置。

主权项

一种双层双端固支梁的力学参数测量方法，其特征在于，首先使用相同的制备工艺制备一组至少4个上下两层不等宽的双层双端固支梁的测试结构，各测试结构除几何尺寸外的其他材料参数均相同，以每个测试结构的各层宽度及长度所组成的向量作为该测试结构的尺寸向量，则这一组测试结构的尺寸向量组线性无关；然后测量出其中至少4个测试结构的吸合电压并分别代入不等宽双层双端固支梁的吸合电压解析式中，从而得到由至少4个非线性方程构成的方程组；最后对所述方程组求解，得到所述双层双端固支梁各层的等效杨氏模量和/或各层的等效残余应力；其中，所述不等宽双层双端固支梁的吸合电压VPI解析式具体如下：VPI=γ4(AcPI+BcPI3)·g~0·(g~0-cPI)3/2/ϵ0/w1/(1+0.42g~0/w1)]]>其中，不等宽双层双端固支梁总的等效厚度不等宽双层双端固支梁总的等效残余应力z0＝‑zc，z1＝h‑zc，z2＝2h‑zc，分别表示不等宽双层双端固支梁上层、下层的等效杨氏模量，分别表示不等宽双层双端固支梁上层、下层的等效残余应力，w1、w2分别表示不等宽双层双端固支梁上层、下层的宽度，l为不等宽双层双端固支梁的长度，h为不等宽双层双端固支梁的单层厚度，为不等宽双层双端固支梁的等效间隙高度。