Verformungsmessung von Mikrosystemen bei hohen Temperaturen mit ESPI, DIC und Holographie
Conference: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen
10/14/2013 - 10/16/2013 at Aachen, Deutschland
Proceedings: Mikrosystemtechnik 2013
Pages: 4Language: germanTyp: PDF
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Authors:
Zeiser, Roderich; Steiert, Matthias; Berndt, Michael; Wilde, Jürgen (Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Professur für Aufbau- und Verbindungstechnik, Georges- Köhler-Allee 103, 79110 Freiburg, Deutschland)
Beckmann, Tobias; Fratz, Markus (Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM, Inline-Messtechnik, Heidenhofstraße 8, 79110 Freiburg im Breisgau, Deutschland)
Abstract:
Zur Analyse von Belastungen auf Mikrosystemen bei Hochtemperatur-Betrieb wird eine robuste, hoch präzise und zuverlässige Messtechnik benötigt. Optische Methoden zur Form- und Dehnungserfassung sind Werkzeuge zur Erfassung der Belastungswirkung. Unter Verwendung eines speziell konstruierten Vakuum-Messaufbaus konnten Bauteilverformungen mittels Elektronische Speckle-Interferometrie (ESPI) und die Grauwertkorrelation (DIC) bis 500 °C gemessen werden. Störende Einflüsse durch Luftverwirbelungen und Starrkörperverschiebungen, hervorgerufen durch Hochtemperatur, wurden weitestgehend kompensiert. Ein glasgelöteter Test-Chip auf Al2O3 Substrat wurde Schrittweise bis 500 °C erhitzt und die Out-of-Plane Verformung der Chipoberfläche gemessen. Die mittlere Chip-Verformung betrug 4,5 µm. Die Ergebnisse von DIC und ESPI sowie erste Messergebnisse der digitalen Mehrwellenlängen-Holographie zeigen eine gute Übereinstimmung. Abschließend wurden die vorgestellten Methoden vergleichen bezüglich ihrer Eignung zur Belastungsanalyse bei Hochtemperatur bewertet.