MEMS失效模型和机理
2012-06-06 20:14:55   来源：微迷   评论：0   点击：

在新兴的MEMS领域中, 可靠性的研究少之又少, 国内则更为明显。一些比较著名的国外实验室, 如美国桑边亚国家实验室就长期进行MEMS可靠性的研究。开发了一整套MEMS可靠性研究的试验仪器和设备, 发现了一些MEMS的失效机理并建立了相应的失效模型。下面简单介绍一下该实验室建立的部分失效模型和机理。

1 磨损

“到目前为止, 在微机械器件中, 我们所发现的主要失效机理是磨损”磨损是微执行器件一种重要且主要的失效机理。在微执行器件运动部件的相互接触面处, 相对运动和摩擦会产生一些碎片。这些碎片如果被卡在运动部件的接触面的缝隙中, 就会导致部件停止运动, 从而让微执行器失去功能。

2 粘滞

“在微电机中, 我们定义的失效是指器件不能完成整周的转动”。粘滞的主要表现是微电机粘贴、摆动和卡住。起初有些器件能平稳地转动, 但随着应力的积累, 逐渐在测试频率下出现异样。有些器件能够在以后的运转中又恢复平稳, 有些却出现了失效。

3 摆动

当微电机的齿轮不能作整周的转动, 且以一定的角度进行摆动时, 就会发生该失效。有两个原因: 1 ) 一个或多个信号线失效; 2 ) 在齿轮轴或铰链结合处有粘性点或者固定颗粒。因此, 阻止了齿轮不能正常转动。

该实验室还发现了一些其它的失效机理, 例如: 粒子粘污和一些非工作状态下的失效; 结构释放不彻底导致的失效; 由于毛细作用引起部件粘黏的失效（如图1所示）和存储失效等。更多的失效物理被发现和失效模型的建立, 这对MEMS产业的发展有着巨大的帮助和促进。