激振底座与叠层芯片悬臂相互作用研究.pdfVIP

振 动 与 冲 击 第33卷第 22期 J0URNALOFVIBRATIONAND SHOCK 激振底座与叠层芯片悬臂相互作用研究 李进军，韩 雷 (中南大学 机电工程学院，长沙 410083) 摘 要：利用动态频率扫描对叠层芯片进行激振，用双探头激光多普勒测振仪同时测量底座激振下悬臂叠层芯片 底座及悬臂端速度 ，对比分析二者响应速度频谱获得两悬臂与底座相位差 ；分析悬臂共振时对底座影响及两悬臂相互作 用关系，准确获得芯片悬臂端共振频率。该实验方案合理可行 ，对微结构动力学分析及精确数值仿真具有一定指导意义。 关键词：叠层悬臂结构；双探头激光测振；共振频率；频率响应曲线 ；相位差；动态频率扫描 中图分类号：TB52+3 文献标志码：A DOI：10．13465／j．cnki．jVS．2014．22．017 Interactionbetween excitingbaseandcantileverofstackedchip LIJ／n-jun．HANLei (CollegeofMechanicalElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China) Abstract： A two—probeLaserDopplerVibrometer(LDV)system wasusedfordetectingthevibrationsofthe cantileverand thebase．The velocity spectra ofthe cantileverand basewere comparatively analysed，and then the dimensionlessfrequency responseofthe cantilever，and thephase difference between the cantilever and basewere acquired，basedonwhichtheresonantfrequencyofthecantileverwasestimatedaccarately．Theeffectofthecantilever resonanceonthebasevibrationandtheinteractionbetweenthetwocantileverswereanalysed． Key words： stacked cantilever structure；two—probe laser vibrometer system；resonant frequency；frequency responsecurve；phasecurve；dynamicfrequencyscanning 微结构动态特性测试 中底座激振为常用激励方 1 激振与测试 法。该方法无需在构件上附加或制备元件，且对微构 件材料、制作工艺等无特殊要求 ，为常用激励方 待测结构为由两块尺寸为矩形硅芯片垂直堆叠而 法LlJ。由于激励时处于振动状态的微结构与底座构 成的 “+”型悬臂叠层芯片，上层芯片两端呈悬臂状 ，上 成复杂系统，故激振底座会对待测件的输出信号产生 下层芯片间由环氧树脂胶粘接固化，见图1。悬臂端共 一 定影响。文献 [7]以压电陶瓷为激振底座，用多普勒 振频率与结构尺寸、材料特性有关。悬臂实际长度应 激光测振仪测得微型悬臂叠层芯片两悬臂端共振频 为悬臂端至环氧树脂胶粘合处长度，但较难精确控制 率；但因未考虑悬臂与底座间相互作用及共振峰检测 胶液量及胶液形状 ，无法保证两悬臂完全对称，故叠层 的灵敏度不