Quantifizierung der mechanischen Zuverlässigkeit von MEMS mittels experimenteller und numerischer Verfahren

Abstract:
Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) spielen aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten eine wichtige Rolle in kommerziellen Anwendungen. Somit ist die genaue Kenntnis ihrer Lebensdauer unabdingbar. Einen wichtigen Aspekt für die Bestimmung der Lebensdauer von MEMS-Bauteilen stellt die mechanische Zuverlässigkeit dar, deren Vorhersage mittels einheitlicher Verfahren Gegenstand gegenwärtiger Forschung ist. Ziel dieser Arbeit ist die Quantifizierung der mechanischen Zuverlässigkeit von MEMS durch die dezidierte Kombination von experimentellen und numerischen Methoden. Hierzu werden zunächst typische Schadensmechanismen untersucht und die für die Vorhersage der mechanischen Zuverlässigkeit benötigten relevanten Parameter aus den Experimenten extrahiert. Diese fließen dann in Simulationsmodelle ein, auf deren Grundlage Fehlermechanismen der Bauelemente analysiert und mit Hilfe des daraus gewonnen physikalischen Verständnisses geeignete Verfahren für die prädiktive Abschätzung von Zuverlässigkeit und Robustheit abgeleitet werden kann.