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제안 방법
- Poly-Si 박막 시편의 기계적 물성 측정을 위한 미소인장 시험기는 180 ㎛의 행정거리를 갖는 압전 (piezo electric) 구동기와 10 N 용량의 하중계 (load cell)로 구성되었으며, 시편은 그림 2(a)와 같이 시험기의 그립 (grip)에 순간 접착제로 고정된 후에 UV (ultraviolet) 경화성 접착제로 다시 단단히 고정되었다. 그 후에 시편의 장착 및 정렬 동안에 PolySi 박막을 보호하기 위한 실리콘 보를 소형 다이아몬드 회전 톱 (diamond saw)을 사용하여 절단하였다.
- 이 시스템은 두 대의 CCD 카메라를 사용하여 시편의 인장 방향 변위와 인장방향에 수직한 방향의 변위를 각각의 카메라가 동시에 측정할 수 있어서, 측정된 데이터로부터 탄성계수와 푸아송 (Poisson) 비를 계산하였다. 또한 동일한 시험편을 빛의 이중 슬릿 간섭 현상을 이용하여 변위를 측정하는 ISDG 시험기로 측정하여 real-time DIC 시험기에서 측정된 변형률과 비교하였다.
- 본 논문에서는 비접촉식 변위/변형률 측정 방법으로써 인장 시편에 일정거리 떨어져 형성된 두개의 특정 마커 (marker) 또는 표면 무늬를 microscope 를 이용하여 이미지를 확대하고, CCD 카메라를 사용하여 두 이미지 사이의 거리를 실시간으로 추적하여 변위를 측정 할 수 있는 realtime DIC 시스템을 (5) 사용하여 Poly-Si의 기계적 물성을 측정하였다. 이 시스템은 두 대의 CCD 카메라를 사용하여 시편의 인장 방향 변위와 인장방향에 수직한 방향의 변위를 각각의 카메라가 동시에 측정할 수 있어서, 측정된 데이터로부터 탄성계수와 푸아송 (Poisson) 비를 계산하였다.
- 본 논문에서는 비접촉식 변위/변형률 측정 방법으로써 인장 시편에 일정거리 떨어져 형성된 두개의 특정 마커 (marker) 또는 표면 무늬를 microscope 를 이용하여 이미지를 확대하고, CCD 카메라를 사용하여 두 이미지 사이의 거리를 실시간으로 추적하여 변위를 측정 할 수 있는 realtime DIC 시스템을 (5) 사용하여 Poly-Si의 기계적 물성을 측정하였다. 이 시스템은 두 대의 CCD 카메라를 사용하여 시편의 인장 방향 변위와 인장방향에 수직한 방향의 변위를 각각의 카메라가 동시에 측정할 수 있어서, 측정된 데이터로부터 탄성계수와 푸아송 (Poisson) 비를 계산하였다. 또한 동일한 시험편을 빛의 이중 슬릿 간섭 현상을 이용하여 변위를 측정하는 ISDG 시험기로 측정하여 real-time DIC 시험기에서 측정된 변형률과 비교하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 시편은 두께가 3.5 ㎛, 폭이 300 ㎛, 평행부 길이가 1000 ㎛인 다결정 실리콘으로써 미국의 MEMScAP 사의 MUMPs (Multi-User MEMS Process) 공정을 이용하여 제작된 시편이다. 이 시험편의 형상 및 제작 공정을 그림 1 에 나타내었다.
데이터처리
- Real-time DIC 측정 시험과 동일한 미소인장시험기를 사용하여 Poly-Si 의 탄성계수를 측정하였고, Real-time DIC 측정 결과와 비교한 데이터를 그림 4 에 나타내었다. ISDG 에의한 변형률 측정 결과는 real-time DIC 방법으로 측정한 탄성계수와 오차 범위 내에서 잘 일치하였다.
이론/모형
- 본 논문에서는 MEMS 제품에 많이 사용되는 Poly-Si의기계적 물성을 미소인장시험 법으로 측정하였다. 이 때 변형률은 real-time DIC방법을 사용하여 재료의 탄성계수와 푸아송 비를 동시에 측정하였다.
- 본 논문에서는 MEMS 제품에 많이 사용되는 Poly-Si의기계적 물성을 미소인장시험 법으로 측정하였다. 이 때 변형률은 real-time DIC방법을 사용하여 재료의 탄성계수와 푸아송 비를 동시에 측정하였다. 푸아송 비의 정확도는 폭방향 변형률의 측정 정확도에 의해 제한을 받는데, 보통 인장 방향보다 폭 방향 변형률의 측정 오차가 더 크다.
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