Fatigue Characteristics of Micromechanism Fabricated by Surface Micromachining

表面微机械加工微机构的疲劳特性

• 批准号: 14550087
• 负责人: TSUJI Hirokazu
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14550087/
• 关键词: Micro-machining; Micro-material; Fatigue test; Single-crystalline silicon; Anisotropic etching; Fracture toughness

Surface micromachining is applied to the fabrication of micro-specimens for the strength test of micromaterial. The surface micromachining is combined with the bulk micromaching conducted by the anisotropy etching of the single crystalline silicon. Static and fatigue strength are evaluated for the micro-specimens. Results are summarized as follows :1.A micromaterial testing machine is developed for four points bending under statically and cyclic loading. A Testing system and an algorithm for the computer to measure the specimen deformation and the load are improved.2.A thin film type of micro-specimen made of aluminum is fabricated by the surface micro-machining. The SEM observation suggested that the specimen needs some improvements in respect to the stress concentration, the residual stress in the film, and the accuracy for the patterning in the photo-etching processes.3.The Static strength of the single crystalline silicon manufactured by CZ and FZ method are compared each other by the IF method and the four-point bending test. The FZ silicon shows better performance for the bending test, while the CZ silicon shows higher value of the fracture toughness on the IF test.

表面微加工应用于微材料强度测试的微样品制造。表面微加工与通过单晶硅的各向异性蚀刻进行的体微加工相结合。对微型样品的静态强度和疲劳强度进行了评估。主要研究结果如下： 1.研制了静载和循环加载下四点弯曲微材料试验机。改进了计算机测量试件变形和载荷的测试系统和算法。2.采用表面微加工方法制备了薄膜型铝制微型试件。 SEM观察表明，该试件在应力集中、薄膜残余应力、光刻工艺图形精度等方面还需要改进。 3.通过IF法和四点弯曲试验对CZ法和FZ法制备的单晶硅的静态强度进行比较。 FZ硅在弯曲测试中表现出更好的性能，而CZ硅在IF测试中表现出更高的断裂韧性值。

项目成果

郷原広道, 辻 裕一: "水素イオン注入した単結晶シリコンの機械的性質"2003年度精密工学会秋季大会講演会講演論文集. J85 (2003)

Hiromichi Gohara、Yuichi Tsuji：“注入氢离子的单晶硅的机械性能”2003 年日本精密工程学会秋季会议 J85 会议记录（2003 年）。

郷原広道, 辻 裕一: "水素イオン注入した単結晶シリコンの機械的性質"2003年度精密工学会秋季大会講演会講演論文集. J85 (2002)

Hiromichi Gohara、Yuichi Tsuji：“注入氢离子的单晶硅的机械性能”2003 年日本精密工程学会秋季会议论文集 J85（2002 年）。

高野光生, 辻 裕一: "マイクロディスクの光熱駆動(定在波の振動振幅増加の検討)"日本機械学会関東支部ブロック合同講演会講演論文集. No.020-2. 245-246 (2002)

Mitsuo Takano、Yuichi Tsuji：“微盘的光热驱动（驻波振动幅度的增加的研究）”日本机械工程学会关东分会联合讲座会议第 020-246 号（2002 年）。

H.Gohara, H.Tsuji: "Fracture toughness of single crystal silicon by H-ion implantation"JSPE proceedings of autumn annual conferences 2003. J85 (2003)

H.Gohara，H.Tsuji：“H离子注入单晶硅的断裂韧性”JSPE 2003年秋季年会论文集。J85（2003）

郷原広道, 辻 裕一, 木村紀博: "V溝付きシリコン微小試験片の強度評価"日本機械学会関東支部ブロック合同講演会講演論文集. No.020-2. 127-128 (2002)

Hiromichi Gohara、Yuichi Tsuji、Norihiro Kimura：“V 形槽硅显微样品的强度评估”日本机械工程学会关东分会联合讲座会议记录第 020-128 号（2002 年）。