GB/T38447-2020
微机电系统（MEMS）技术MEMS结构共振疲劳试验方法
Micro-electromechanicalsystemtechnology—FatiguetestingmethodofMEMSstructureusingresonantvibration
- 中国标准分类号（CCS）L55
- 国际标准分类号（ICS）31.200
- 实施日期2020-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数18页
- 文件大小1.57M
以图片形式预览微机电系统（MEMS）技术MEMS结构共振疲劳试验方法
微机电系统（MEMS）技术MEMS结构共振疲劳试验方法
国家标准 GB/T38447一2020 微机电系统(MEMS)技术 MEMS结构共振疲劳试验方法 一Fatiguetestingmethodof MIiero-eleectromechamiealsystemtechnology一 MEMSstruetureusingresonantvibration 2020-03-06发布 2020-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T38447一2020 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 试验方法 4.1总则 4.2试验设备 4.3试验环境 4.4样品要求 4.5试验条件 4.6试验步骤 4，7 试验报告 附录A(资料性附录》集成激振和检测结构静电器件的试验示例 附录B(资料性附录外部驱动和集成应变结构(检测位移)器件的试验示例 附录c(资料性附录基于帕里斯(Paris)定律和韦伯(weibull)分布的脆性材料疲劳寿命理论 10 表达式 附录D(资料性附录)分析示例 13 参考文献 15
GB/38447一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国微机电技术标准化技术委员会(SAC/Tc336)提出并归口
本标准起草单位:北京大学、中机生产力促进中心,北京智芯传感科技有限公司、沈阳国仪检测技术 有限公司、浙江博亚精密机械有限公司、中北大学、北京必创科技股份有限公司
本标准主要起草人:张威、张亚婷、于振毅、陆学贵、朱悦、石云波、李海斌、程逸轩、周浩楠、陈得民
GB/38447一2020 微机电系统(MEMs)技术 MEMS结构共振疲劳试验方法 范围 本标准规定了MEMS结构共振疲劳试验的试验方法,包括设备,试验环境、样品要求、试验条件和 试验步骤
本标准适用于MEMS结构的共振疲劳试验
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T2298机械振动、冲击与状态监测词汇 GB/T10623金属材料力学性能试验术语 GB/T26111微机电系统(MEMS)技术术语 术语和定义 GB/T2298,GB/T10623,GB/T26111界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 载荷比 loadlratio 周期加载中最大值和最小值的代数比 3.2 瞬时破坏强度instantaneousfalurestrength 静态试验或共振振动试验在快速幅值增长过程中的破坏强度
3.3 参考强度refereneestrength 静态强度或瞬时破坏强度
试验方法 4.1总则 通过对样品施加预期振动幅值的共振振动进行疲劳试验
当样品失效或达到预定的试验时间或次 数时,试验结束
4.2试验设备 4.2.1概述 试验设备能够对试验结构产生恒定振幅和稳定频率的振动
试验系统由激振器、拾振传感器(以下
GB/T38447一2020 简称传感器,控制器和记录仪器组成
试验系统框图如图1所示
试验部位 样品 外力 激振器 位移或应变 控制器 拾振传感器 报幅和频率 记录仪器 图1 试验系统框图 4.2.2激振器 激振器能在所需方向上对样品施加一定振幅和频率的振荡力
可使用不同种类的激振器,例如,静 电、压电、热和电磁激振器等
激振器也可安装在样品中 4.2.3拾振传感器 拾振传感器能够测量样品的运动以确定样品试验部位的振幅
4.2.4控制器 控制器可控制激振器产生振荡力以保持恒定振幅共振振动
根据样品的振动特性,采用下列 方法: 闭合回路法 根据传感器测量信号的变化确定试验部位的共振频率,通过闭环电路维持共 a 振频率
开环控制法 b) -通过激励试验部位,在预定的共振频率和振荡信号幅度下试验
在整个试验中,频率和幅度的稳定性应保持在所需值的士3%内
4.2.5记录仪器 记录仪器用于监测和采集试验数据或波形曲线
4.3试验环境 温度:15C35C; 相对湿度;20%80%; 大气压力;86kPa一106kPa 4.4样品要求 4.4.1共振特性 样品在共振频率下,没有其他接近于试验的共振模式
GB/38447一2020 4.4.2试验部位 当达到一定应力时,样品有一个试验部位会引起其失效
4.4.3样品制备 样品制备方法应与用于评估目标的制造方法相同,且两者的形状、尺寸和结构也相同
样品应能将一个恒定的、高量级的振幅通过共振施加到试验部位上
样品中可集成一个机械结构,用于激振或检测样品的振幅
附录A的A.1给出了一种用于激振和 检测振幅的样品;附录B的B1给出了一种仅用于检测振幅的样品
4.5试验条件 4.5.1试验振幅 试验振幅根据样品的参考强度确定
参考强度通过4.6.l的方法确定
在试验过程中,可用下列 方法之一确定试验振幅 100%参考强度的恒定振幅;在一定振幅下评估疲劳寿命 a 从一个高量级的振幅逐渐降低在很短的时间内获得SN曲线; b 当样品的数量有限,为获得sN曲线时,从一个低量级的振幅逐渐增加
c 注，硅结构的疲劳试验理论和分析参见附录c,附录D
金属材料试验的详细信息参见GB/T241176
在b)和c)中,试验振幅降低或增加的步距宜优先选择接近于测量参考强度时振幅的标准偏差
4.5.2载荷比 试验方法的载荷比为-1
4.5.3振动频率 振动频率为试验部位在共振模式下的频率,或接近它的频率
4.5.4波形 在不考虑实际波形的情况下,样品的位移波形和试验部位的应力、应变的波形可视为正弦波
4.5.5试验时间 试验时间为规定时间或样品的失效时间
根据振动频率,可通过试验循环次数确定试验时间
对于寿命与频率无关的材料,如硅,选择试验 循环次数作为实际器件的应力循环,参见附录C 4.6试验步骤 4.6.1测量参考强度 用于测量参考强度的样品采用与试验部位相同的材料和工艺制成
如果使用不同形状的样品时， 样品表现出与试验部位相同的失效模式,并考虑测量强度的尺寸效应
可用下列试验之一确定参考强度 静态试验 静态试验中,测量的破坏强度即为参考强度
aa b 瞬时疲劳试验 -瞬时疲劳试验中,最大振幅时的强度为参考强度;当很难使用一个不同形状 的样品或难以施加静态负载时,可使用瞬时疲劳试验方法施加共振频率的振幅,并使振幅迅速
GB/T38447一2020 上升至样品失效
模拟或理论分析当用试验的方法难以确定参考强度时,可使用模拟或理论分析确定参考 强度,样品达到断裂强度时最大应力下的强度为参考强度
鉴于脆性材料如单晶硅)的强度变化大,使用试验的方法测量参考强度时,宜获得不少于10件样 品的强度数据,并采用统计学处理方法得到参考强度及其标准偏差
4.6.2测量样品的共振特性 通过频率响应试验测量共振特性
通过控制器控制激振器产生振荡力,并在期望的共振特性周围 扫频以找到实际的共振频率
在该响应试验中施加的负载应足够小,以确保疲劳试验不受影响
如果 该影响不能被忽略,宜将此响应试验中施加的负载循环次数添加到疲劳试验数据中
当样品和控制器之间需要调节时,共振特性会发生变化,宜测量所有样品的共振特性
4.6.3规定幅值增长率 按4.5.1的方法选择初始施加载荷并规定幅值增长率
4.6.4设置参数和过程监测 设置共振频率,初始施加载荷以及幅值增长率进行试验
在试验过程中可通过连续监测样品的振动状态(振动频率和/或振幅)检测样品的失效
在系统没 有监测功能时,可通过在一定的时间间隔停止疲劳试验并进行频率响应试验进行监测
4.6.5试验结束判定 当样品失效或预定的加载时间已完成,则试验结束
出现以下情况之一,即应视为样品失效 试验部位断裂; a b) 振幅变化超过规定的百分比; 振动频率变化超过规定的百分比
c 4.6.6数据记录 应记录试验环境的温度、相对湿度、大气压力、样品在试验过程中特定时间间隔测量的振动幅值和 频率以及样品失效时间
4.7试验报告 试验报告包括但不限于以下信息 执行标准; a 样品材料 b 样品制作方法和细节; c 样品的形状和尺寸 d 试验环境; ee 试验设备; 试验条件; g h) 试验结果
GB/38447一2020 录 附 A 资料性附录 集成激振和检测结构静电器件的试验示例 A.1样品 样品由柔性梁试验结构和干法刻蚀单晶硅制作的扇形质量块组成,如图A.1所示
柔性梁的一端 固定在质量块上,另一端固定在衬底上
静电梳齿激振器连接在质量块上,柔性梁可发生面内的弯曲
和质量块连接的梳齿电极可输出与位移成比例的信号,并且质量块的偏移标度可通过显微镜读出
由 于试验材料用于静电驱动和传感器,试验材料为导电材料
样品的共振频率由质量块的惯性矩和柔性梁的抗挠刚度决定
由于样品结构厚度的不均匀,试验 部位的面内振动基本共振频率在38.75kHz39.71kHz之间
基于位移响应测量,当外部信号加载至 激振器时,共振器在大气环境中的Q值约为370
为了增加共振器的Q值,用刻蚀的工艺去除了共振 器衬底的最底层
除了一阶面内振动之外,在附近的频率范围内没有检测到其他的谐振峰
试验在面 内振动模式下的固有频率进行
共振器 传感器 泰报器 100 试脸部位 图A.1样品的显微图像 试验部位由含有宽度10um,长度30Am,宽度5umsO1有源层的单晶硅组成,通过表面边缘刻蚀 加工而成
当面内弯曲变形时,侧壁表面的应力可能会导致失效
为了消除侧壁表面不平整造成的影 响,通过光刻和刻蚀步骤进行侧壁平整化
由于引起失效的应力不会仅仅加载至带有梁结构的试验部 位中,在试验部位一侧的中间引人一个44m深的槽
槽的顶端是一个半径为0.54m的半圆,并且用 有限元手段估计了应力集中点
A.2试验设备 由于激振和检测结构被集成在样品中,为样品施加共振的设备仅由电路组成,试验设备的框图如 图A.2所示,样品由自振模式被激振
GB/T38447一2020 样品 我搞电路 激振器 传冰器 驱动器 自动增益控制 频率-电压转化器 振荡波形监控器 参考振畅 频率输出 报输出 示波器 电脑控制 图A.2试验设备框图 为了并行工作,可制作多套试验设备
当电源和电路板接人时,电干扰会影响稳定的振荡
然而 在进行并行试验时,电合会由于稍有不同频率的样品选择性地减小
通过位移信号调整驱动信号的振幅和相位实现反馈振荡的模式
驱动信号被高压偏置放大器放大 后加载至静电梳齿激振器
稳定振荡时驱动信号的电压在V而=20v~V
=40V.
通过测量梳齿电极电容得到样品的位移振幅
使用电荷放大器和与角度位移信号成比例的电信号 测量梳齿电容
振幅可近似由显微镜读出偏移标度得到,这样能够校准电信号
用现有方法不能测出加载至试验部位的力,不过基于已测的质量块位移角度,用有限元分析的方法 可估计出加载至试验部位的力 通过加载自激振荡电路,样品在共振频率下振动
为使样品的位移在恒定水平，自动增益控制 AGC)设备在振荡电路中建立
样品的振幅可由软件控制,AGC的参考电压可由电脑模拟输出控制 如果振动控制电路AGC的振幅设置值迅速增加,由于高Q值导致机械谐振的延迟可能会破坏振 荡的状态
非稳态振动在几十毫秒后开始,并且几毫秒后试验部位会由于振幅过大失效
为防止上述 现象,可设置AGC振幅在计算机的控制下超过10s线性增长
这种方式导致稳态振动的振幅增大,并 且设置值不会超过过冲量
振幅上升所需的时间与疲劳时间相比非常短,所以对试验结果没有明显的 影响 使用这种试验方法,电位移信号是被测得的输出值
由于这一信号是稳定的正弦,样品可被假设是 稳定振动而不会失效
当试验部位失效时,信号会有一个正弦波的忽然中断
位移信号的波形在很短 的时间内可被示波器观测到,而长期的位移信号可在一定的间隔内由AGC检测到的振幅记录下来
同时,测量并记录温度和湿度
为了确定是否发生失效,已测振幅信号和频率信号通过模数电路每秒记录一次
在一些试验中,在 失效瞬间的位移信号可被数字示波器记录下来(记录由位移信号的突变触发)
A.3试验条件 由于难以测量静态强度,在试验系统中,样品的参考振幅通过初步的疲劳试验确定
在显微镜下观 察振幅,两边的位移是相同的
振动频率通过频率-电压转换器测量
频率试验过程中,频率变化高于分辨率(约200Hz)的点不 被记录
试验时间为168h
试验过程中,将样品放置于温湿度可控的箱内,温度23.0C士0.1C,相对 湿度为49%51%
GB/38447一2020 A.4初测 初始测量是测量样品的共振频率
测量过程中,振动的振幅保持在寿命试验的最低振幅点以下,因 此可认为不影响试验结果
在初测期间,测试所有样品的共振频率,没有出现样品振动的失效
GB/T38447一2020 录 附 B 资料性附录) 外部驱动和集成应变结构检测位移)器件的试验示例 B.1样品 样品由体微机械工艺制造,材料为单晶硅片,结构如图B1所示
在这个系统中,质量块被2个或 4个梁支撑,架空并平行于衬底表面上方
在梁上制作4个压敏电阻,并组成惠斯通电桥
梁的形变会 导致压敏电阻的改变,然后通过惠斯通电桥输出端电压变化检测位移的变化
压敏电阻负极性 压敏电阻正极性 压坡电阻负极性压敏电阻 压敏电阻正极性 共振器 共报器 框架 框架 样品 样品 样品 悬臂梁 双端固支梁 a 图B.1样品的结构 试验部位由单晶硅各向异性湿法刻蚀形成
压敏电阻制作在样品表面,用于检测样品振幅
通过 有限元分析样品上最大应力和质量块平面位移之间的关系预先校准样品上的最大应力
通过惠斯通电 桥输出的电压估算最大应力
以单晶硅材料共振器作为一个示例,质量块宽度1mm,长度1.5mm,厚度0.5mm,4个支撑梁均 为长500Mm,宽200"m,厚20m
测量样品的共振频率为8.5kHz一8.9kHz
B.2试验设备 试验设备系统框图如图B.2所示
传感器集成在样品上,如图B,1所示,一个多层压电激振器作为 激振器
样品用金属外壳封装并固定在压电激振器上
用振动计监测加载在共振器上的加速度大小
驱动电路控制器通过位移信号的输人,输出驱动信号,从而产生共振振动
驱动信号由锁相环电路 PLL)控制
通过自动增益控制电路得到稳定振幅,并由计算机记录
计算机可用于监测由控制电路 得到的幅值和与频率成比例的电压输出
8套这样的系统并行使用注意样品的安装,因为振动特性会 因为安装状态而发生变化
为了判定样品是否失效,计算机每1、记录一次位移信号以及频率转化信号
当振幅偏离设定低 的20%,试验部位可被判定并记录已失效
GB/38447一2020 样品 示波器 放大器 传感器 振动波形检测器 报动计 驱动器 激报器 锁相环电路 频串-电压 自动增益控制器 转化器 参考幅他 输出幅值 输出功率 电脑控制 图B.2试验设备方框图 B.3试验条件 试验在60%一95%的参考振幅范围内进行
在固有频率下进行疲劳特性试验
在某些情况下,较大的振幅内发生非线性振动,试验也以略低于 共振频率的频率进行
试验时间为35h(约10”循环次数)
样品被放置在温湿度可控的洁净室内[温度23.0C士0.5C,相对湿度(50土1)%],或放置在密闭 容器中
试验时的条件为: 使用干燥剂达到低湿度空气[干燥的空气温度23.0C士0.5C,相对湿度(50士1)%们， a b 氮气流[低湿度氮气:温度23.0C士0.5C,相对湿度(50士1)%] 通过蒸水的氨气流[温度23.0C士0.5C,相对湿度(50士1)%们
B.4初测 参考强度的测量可有两种方法
第一种方法是静态试验,在静态试验下,硬度计压头压在质量块中 心诱导失效
第二种方法是通过试验设备逐渐增加振幅,然后测出失效点下的强度
在样品的频响试验中,来自驱动器的信号施加在激振器上并进行测量
所有样品的共振频率都被 确定
此外,自振和稳定性在很短的时间内通过连接反馈电路的样品得到确认(约1min).
GB/T38447一2020 C 附 录 资料性附录 基于帕里斯(Paris)定律和韦伯(weibl)分布的脆性材料疲劳寿命理论表达式 应力和疲劳寿命的关系 C.1 若材料缺陷可模型化为等效长度的裂缝,脆性材料的疲劳特性可通过使用Paris定律进行合理解 释
通过使用Paris定律,所谓的等效疲劳裂纹扩展理论可写为以下公式
注，载荷(应力)比对硅的疲劳特性的影响并未在下述分析当中被考虑
Paris定律如式(C.1)所示 K dde =CAK”=C" C.1 dN 式中 裂缝长度,单位为米(m); 循环次数 c c和n 材料常数 -应力幅值对应的应力强度因数范围,单位为兆帕米开方(MPa”m'3); nl/" -断裂韧性,单位为兆帕米开方(MPam" 因此,相比于试验部位的尺寸,等效于损伤的裂缝长度可假设为很小,而且应力强度因数理论上可 按式(C.2)计算 C.2 K=VTa 式中 -应力强度因数,单位为兆帕米开方(MPam" 3 裂缝长度,单位为米(m):; 裂缝形状相关系数; 8 3.141592 6; 施加的应力,单位为兆帕(MPa) 如果裂缝长度相对于试验部位足够小,系数9等效于无限长物体的表面裂缝长度,因此可被认为是 常数
通过对式(C.1)积分,疲劳寿命N和施加应力口之间的关系可按式(C.3)计算
C.3 N--告[-门 式中 循环次数; 等效初始裂缝长度; ao 静态强度,单位为兆帕(MPa) oo c'和儿 材料常数; 施加的应力，单位为兆帕(MPa). 如若这些变量代人到式(C.2)的右端,即可获得韧性对应的应力强度因数
C.2疲劳寿命分布 若疲劳寿命如式(C.3)所示,依据等效初始裂缝长度的变化,疲劳寿命的变化是可解释的
静态强 10
GB/38447一2020 度的变化被假设为两参数的weibul分布,如式(C.4)所示: [e门 F=1一exp C.4 式中: F 累积断裂可能性; -weibul系数; mn -尺度参数
-施加应力,单位为兆帕(MPa). 当Paris定律应用于该分布时,假设韧性不变,用等效断裂分布替代应力,若应力施加了N次,累积 断裂可能性可按式(C.5)计算 F=1 1一exp(一[a?一)"+c'(n一2)阳代"s)"N一1/(2K:)](-")/a)-"a C.5 式中 累积断裂可能性 初始裂缝长度的weibul分布尺度参数[通过用式(C.4)中的weibull尺度参数
替代 aa 应力a代人至式(C.2)得到的等效裂缝长度] 应力口下失效时的等效裂缝长度 a 裂纹形状对应系数; B weibul系数， mn 施加的应力,单位为兆帕(MPa); 循环次数 c' 和n 材料常数; )性); K 断裂韧性,单位为兆帕米开方(MPam' 3.l415926 初始负载效应 C.3 对于谐振试验,难以即时地设定幅值,但振动幅值在开始时逐渐增加
在这个章节,对初始负载过 程的影响进行了评估
假设幅度随着循环次数线性增长,见式(C.6) o=aN C.6 式中 施加的应力,单位为兆帕(MPa); -增长率常数; 循环次数
通过将该式和式(C.2)代人式(C.1),并进行积分,即可获得式(C.7),用于表示幅值恒定增加试验
(C.7 -", 式中: 在应力，下使样品破裂的循环次数 N c'和n 材料常数; -断裂应力,单位为兆帕(MPa) 等效初始裂缝长度; a 11
GB/T38447一2020 -静态强度,单位为兆帕(MPa)
口0 通过比较式(C.7)和式(C.3),可推导得到关系式,见式(C.8): C.8 N，(n十1)N 式中 N 在应力a，下使样品破裂的循环次数; -材料常数; N 循环次数
这意味着在初始负载期间应用的循环次数相当于,在a/下,恒定幅值疲劳试验的N/n十1)循环 次数
假设共振频率为10kH和初始负载时间1s,当n=20时,等效循环次数只有500次
12
GB/38447一2020 附 录 D 资料性附录 分析示例 D.1硅的疲劳试验结果 不像传统的宏观结构,MEMS结构用许多种新材料制造
硅用于MEMS的主要结构材料之一,在 强度和疲劳寿命方面有很大的偏差,因为硅结构是用湿法腐蚀和干法腐蚀工艺加工的
图D.1显示了一条S-N曲线作为硅疲劳试验结果的示例
数据从多个组织机构获得并绘制成 张图表
纵轴表示归一化疲劳试验中的最大应力,根据在单调递增负载下的平均失效应力(静态强度) 横轴表示失效前的循环次数
.4 1.2 1.0 战20 0.8 0.6 A热A AAA 0.4 0.2 0.0 109 10 101 10 101 10 0 10 10 10" 10 10" 循环次数/次 说明: -单晶(100>10Hz -单晶23C14kHz31kHz 11o》10Hz 100 -单晶 12 -单晶 14kHz一31kHz; 单品1ll》l0Hz; 13 单晶30014kHz31kHz; 单晶《11024.7 -26.9C相对湿度85% 单晶25 相对湿度50%一60%182Hz 90%40Hz; 196Hz:; 单晶110>24.7C27.0C相对湿度25% 单晶25 C 相对湿度50%60%155Hz~ 30% 176Hz 40Hz; 单晶品(110>25.9 -26.0 16 相对湿度80%100Hz; 相对湿度55% 多晶22 17 65%40Hz 多晶22 相对湿度80%250Ha -单晶(110>》23C相对湿度25%39kHz; 18 多晶22相对湿度80%500HHz; 19 -单晶(110>23c相对湿度50%39kHz -单晶ICPRIE22C相对湿度80%100Hz; 单晶(I10>23 -单晶激光微型喷射器22 C 相对湿度80% 相对湿度50%36kHz; 20 单晶110>23C相对湿度50%39kHz 0 250Hz
硅材料的疲劳试验结果示例 图D.1 13
GB/T38447一2020 这些数据是通过不同的试验方法包括静态和动态负载获得的,试验在不同的载荷比下,包括完全反 向和脉冲张应力
尽管在试验环境中有不可避免的差别以及试验结果有较大的散布,在归一化后仍有 可辨别的一般趋势
不像金属材料的情况,即使疲劳试验期间的应力在平均静态强度附近,大部分样品 在10'次循环后失效
这是硅疲劳特性的最重要特性之一,这可作为阻碍硅疲劳试验的最主要因素
D.2s-N曲线拟合 式(C.3)与图D.1中的所有数据相对应
图D.1中的实线为S-N曲线,表示衰退参数a.a/c'和n的 拟合结果
实线的平滑区域表示初始强度,在达到10'次循环前只存在一小部分的疲劳失效数据
这 个结果表示Pari、定律对于硅甚至于断裂强度附近的应力级同样有效,而此时金属材料则表现出全面 屈服
因此,式(C.3)右边方括号中的第二项不能被忽略
如果这项被忽略,s-N曲线则变为虚线,无法 描述低疲劳循环区域中的特性
D.3多晶硅的疲劳寿命预测 图D.2展示了多晶硅拉应力疲劳试验的式(C.5)的拟合结果
此处常数月按1.12计算
在该3D 图像中,轴表示累积断裂可能性,轴表示施加的应力,y轴表示循环次数
连续实线的网格表示式 c.5)的计算值,黑点表示试验结果
绘制的试验结果从最短的到最长的等效初始裂缝长度进行排序
计算值和试验结果十分接近,证明疲劳寿命的变化与静态强度分布密切相关
0.5 108 10 2.5 10 2.0 循环次数/次 103 施加应力/GPa 109 1.0 图D.2多晶硅静态强度和疲劳寿命3D图 14
GB/38447一2020 考文 参 献 [1]GB/T24176金属材料疲劳试验数据统计方案与分析方法
微机电系统(MEMS)技术中MEMS结构共振疲劳试验方法GB/T38447-2020
微机电系统(MEMS)是一种将微型机械工程、微型加工和微电子技术相结合的新领域。它具有体积小、功耗低、响应快等特点，被广泛应用于传感器、执行器、智能控制等领域。MEMS结构的共振现象对其应用性能具有重要影响，因此MEMS结构共振疲劳试验方法GB/T38447-2020的制定对于保证MEMS设备的稳定性和可靠性具有重要意义。
MEMS结构共振疲劳试验方法GB/T38447-2020的主要内容包括：
- 规定了MEMS结构共振疲劳试验的基本原理、试验装置及其选型、试验步骤等内容。
- 明确了MEMS结构共振疲劳试验的概念和相关术语。
- 提出了MEMS结构共振疲劳试验中应注意的事项，例如在试验中应避免温度和湿度等环境因素对结果的影响。
MEMS结构共振疲劳试验是通过施加一定的外力或振动载荷，对MEMS结构进行疲劳寿命测试。这种试验方法可以直接模拟MEMS设备在实际使用中所受到的振动负载，从而更好地评估其可靠性和稳定性。
在进行MEMS结构共振疲劳试验时，需要注意以下几点：
- 试验装置应选用合适的载荷形式、载荷大小以及载荷频率。
- 试验中应尽量减小因环境因素变化引起的误差，并设置相应的补偿措施。
- 试验过程中需要对MEMS结构的振动特性进行监测和记录，以便分析试验结果。
结论
MEMS结构共振疲劳试验方法GB/T38447-2020的制定为MEMS设备的可靠性和稳定性提供了重要保障。在进行MEMS结构共振疲劳试验时，需要注意试验装置的选型、环境因素的控制以及对试验过程中MEMS结构振动特性的监测和记录。
