Mikro Kiriş Uzunluğu Değişiminin Deformasyona Etkisinin Araştırılması

Authors : Osman ÜLKİR, İshak ERTUGRUL

Pages : 136-141

Doi:10.31590/ejosat.672464

View : 23 | Download : 14

Publication Date : 2020-04-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada birçok mikro-elektro-mekanik- sistemin (MEMS) temelini oluşturan mikro kirişin tasarımı ve analizi gerçekleştirilmiştir. Mikro kiriş içerisinden geçen akım, termal genleşme ile ısı enerjisini dağıtmaktadır. Bu genleşme, kiriş içerisinden geçen akım ve yayılan sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir. COMSOL yazılımı kullanılarak tasarlanan model için polikristalin silikon malzeme ataması gerçekleştirilerek gerekli analizler yapılmıştır. Bu malzeme, önemli fiziksel ve elektriksel özellikleri nedeniyle MEMS alanında çok sık kullanılan bir malzeme türüdür. Oluşturulan mikro kirişin iki ucundaki destek noktaları bir substrata sıkıca bağlanır. Bu destek noktalarından modele 10V giriş potansiyeli uygulanarak mikro kirişte üretilen yer değiştirmeler ve sıcaklık verileri incelenmiştir. Sabit gerilim altında polikristalin malzeme için mikro kiriş uzunlukları değiştirilerek ortaya çıkan deformasyonlar rapor edilmiştir. Dört farklı kiriş uzunluğu (50 µm, 100 µm, 150 µm ve 200 µm) girilerek oluşturulan modellerde ortaya çıkan deformasyon verileri arasında ciddi bir artış gözlemlenirken sıcaklık değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Polikristalin silikon malzeme için en yüksek deformasyon 200 µm uzunluğundaki mikro kirişte 2.01 µm iken; en düşük deformasyon 50 µm uzunluğunda 0.6 µm olarak ölçülmüştür. Sıcaklık verileri ise en düşük 4890 K iken; en yüksek 4940 K olarak ölçülmüştür. Sonuç olarak, mikro kiriş tasarımında kiriş uzunluğu değişiminin deformasyon özelliklerini ciddi bir biçimde etkilediği gözlemlenmiştir.
Keywords : Mikro kiriş, Elektrik potansiyeli, COMSOL