Strength and reliability analysis of microelectromechanical systems  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49848
Type K
Principal investigator Kovács, Ádám
Title in Hungarian Mikroelektromechanikai szerkezetek szilárdsági és megbízhatósági vizsgálata.
Title in English Strength and reliability analysis of microelectromechanical systems
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Műszaki Mechanikai Tanszék (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Szekrényes, András
Vízváry, Zsolt
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 5.408
FTE (full time equivalent) 3.12
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Végeselemes számítási módszert dolgoztunk ki szilárd testek hőmérséklet- és feszültség-mezőjének meghatározására kapcsolt piezo-termo-mechanikai terhelések esetén. Analitikus számítási módszert dolgoztunk ki téglalap alakú vékony membránok nagy elmozdulásának számítására. A kidolgozott eljárás alapján egyszerű becslési eljárást készítettünk kapacitív mikrokapcsoló alak optimalizációjára és perforált SiN-mikroszűrő lemez rugalmassági moduluszának meghatározására. Elkészítettük többrétegű, porózus szilícium struktúrák (mikro- és nanoszűrők) mechanikai modelljét. Módszert dolgoztunk ki a bonyolult szerkezetű struktúrák mechanikai anyagjellemzőinek méréssel való meghatározásához és résztvettünk a társkutató intézmény mérési eredményeinek feldolgozásában. Tönkremeneteli kritériumot fogalmaztunk és ez alapján numerikus becslést adtunk a terhelhetőség határára.
Results in English
Finite element method has been developed to determine the temperature and stress state of solids under coupled piezo-thermo-mechanical loadings. An analytical method has been developed to calculate large displacement of rectangular thin membranes. Based on the method a simple estimation procedure has been made to optimize the shape of a capacitive micro-switch and to deterine the elasticity modulus of a perforated SiN-microfilter plate. Mechanical models of multi-layered, porous silicom-structures (micro- and nanofilters) have been built. A method has been worked out to determine the mechanical properties of these complicated structures by measurement and we assisted to the evaluation of the measured results. Failure criterium has been formulated and based on that a numerical estimation has been given on the load capacitiy.
Full text http://real.mtak.hu/2036/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Andras Kovacs: Herstellung perforierter und poröser Membranmodule für die Mikro- und Nanofiltration, Forschungsbericht Hochschule Furtwangen University 2006/2007, 2006
Kovács Ádám: Shape optimization of a capacitive microswitch, WCSMO6, Rio de Janeiro, Brazil, May 29 - June 3, http://www.wcsmo6.org/authors/final.htm, 2005
Kovács Ádám, Kovács, András, Mescheder, Ulrich: Estimation of Load Capacity of Multi-Layered Porous Nanofilters, ICTAM 2008, Adelaide, Australia, August 24-29, 2008
Kovács Ádám, Kovács, András, Mescheder, Ulrich: Estimation of Material Properties of Multi-Layered Porous Nanofilters, XVth MCM Conference, Riga, Latvia, May 26-30, 2008, 2008
Kovács Ádám, Kovács, András: Effect of Silicon Reinforcement on Load Capacity of Porous Nanofilters, GAMM Conference 2008, Bremen, Germany, March 31 - April 4, 2008, 2008
Kovács Ádám, Vízváry Zsolt: Kétrétegű porózus nanoszűrő membrán rugalmassági moduluszának meghatározása numerikus szimulációvalfilter applications, X. MaMeK, Miskolc, 2007. augusztus 27-29., 2007
Kovács Ádám: Numerical optimization of the capacitive micro-switch, Engineering Mechanics, Vol. 12, No. 1, pp. 23-28,, 2005
Kovács Ádám, Kovács András: Estimates for the Load Capacity of Perforated and Porous Membranes, USNCCM9, San Francisco, CA, USA, July 23-26, 2007, 2007
Kovács, Ádám, Kovács, András, Mescheder, Ulrich: Estimation of elasticity modulus and fracture strength of thin perforated SiN membranes with finite element simulations, Computational Materials Science, Vol. 43, pp. 59-64, (2008), 2008
A. Kovács, Á. Kovács, M. Pogány, U. Mescheder: Mechanical investigation of perforated and porous membranes for micro- and nanofilter applications, Sensors & Actuators B, Vol. 127, pp. 120-125, (2007)., 2007
Vízváry Zsolt: Mikromechanikai érzékelők elektromos-, mechanikai- és termikus modellezése, OMIKK (PhD dolgozat), 2005
Kovács Ádám: Large deflection analysis of SiN membranes, Gépészet 2006. Proc. of Fifth Conference on Mechanical Engineering, 2006
Kovács Ádám, Vízváry Zsolt, Andras Kovacs, Ulrich Mescheder: Large deflection analysis of perforated silicon nitride membranes, 6th European Solid Mechanics Conference, ISBN 963-87244-0-4, CD-Edition, 2006
Kovács Ádám: Numerical estimation of load capacity of thin microfilter-plates, Advanced Researches in Computational Mechanics and Virtual Engineering, ISBN 978-973-635-821-0, CD-Edition, 2006
Á. Kovács: Estimation of load-capacity of silicon nitride microsieve membranes, Proc. 21st Canadian Congress of Applied Mechanics, Ed. G. Kawall, S. Yu, D. Naylor, Ryerson Unoverity, Toronto, pp. 664-665, 2007
Kovacs, Andras, Kovács Ádám, Pogány Márton, Mescheder, Ulrich: Realization and mechanical investigation of perforated and porous membranes for filter applications, Proc. of Eurosensors XX, Gothenburg, Sweden, September 17-2006, 2006
Kovács Ádám: Perforált mikroszűrő memránok terhelhetőségének becslése, Műszaki Szemle (Technical Review), Vol. 38, pp. 210-213,, 2007



Back »