MEMS Tabanlı Mikro Rezonatörün Tasarımı ve Analizi

Authors : İshak ERTUGRUL, Osman ÜLKİR

Pages : 25-29

Doi:10.31590/ejosat.676368

View : 15 | Download : 9

Publication Date : 2020-04-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Mikro-elektro-mekanik (MEMS) rezonatörler uzun zamandır sensör tasarımı için kullanılmaktadır ve artık günümüzde güç elektroniği alanında osilatörler olarak giderek önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, bir mikro mekanik filtrenin parçası olarak tasarlanan bir yüzey mikro işlenmiş MEMS rezonatörü ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Geliştirilen model, uygulanan 100 V DC gerilim ile rezonatörün analizini gerçekleştirir. Mikro rezonatör içerisinden geçen akım, termal genleşme ile ısı enerjisini dağıtmaktadır. Bu genleşme, rezonatör içerisinden geçen akım ve yayılan sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir. COMSOL yazılımı kullanılarak 400 μm uzunluğunda ve 50 μm kalınlığında dikdörtgen bir kiriş olarak tasarlanan rezonatör için polikristalin silikon, demir, alüminyum, gümüş ve altın malzeme ataması yapılarak gerekli analizler yapılmıştır. Giriş potansiyeli rezonatörün hava boşluğu merkezinden uygulanarak y ekseninde meydana gelen deformasyonlar ölçülmüştür. En yüksek deformasyon 0.062 µm ile alüminyum malzemede ortaya çıkarken; en düşük deformasyon 0.029 µm ile polikristalin silikon malzemede ölçülmüştür. Demir, gümüş ve altın malzemelerinde ise sırasıyla 0.030 µm, 0.052 µm ve 0.059 µm deformasyon verileri ölçülmüştür. Sonuç olarak, mikro rezonatör tasarımında kullanılan alüminyumun diğer metalik rezonatörler ile kıyaslandığı zaman önerilen geometri için önemli miktarda deformasyon verdiği gözlemlenmiştir.
Keywords : Mikro rezonatör, Elektrik potansiyeli, COMSOL