MEMS加工误差对微弹簧力学特性的影响分析

摘要

S型微弹簧是一种在微机电系统中应用广泛的微弹性元件,利用力学分析法,首次推导出S型微弹簧在空间3个方向上的弹性系数计算公式,ANSYS仿真验证了公式推导的正确性。采用LIGA工艺,设计加工了一种金属镍S型微弹簧。用精密微小型计算机显微测量仪测量得到微弹簧的线宽,长度和厚度与设计值的误差分别为4μm、50μm和24μm。分析了微弹簧各个结构参数的加工误差对微机电系统(MEMS)微弹簧力学特性的影响,指出微弹簧线宽的加工误差对其力学特性影响最大,Tytron250微小力拉伸实验机实验验证了结论的正确性。