機械的 MEMS 試験

ピエゾ抵抗カンチレバー試験

MEMS（微小電気機械システム）センサーの一般的な検知原理の一つに、ピエゾ抵抗素子を検知構造に組み込む方法があります。この検知素子がひずむと、ピエゾ抵抗素子の電気抵抗が変化します。

ここに示されている MEMS チップは、ディップペンナノリソグラフィシステムの効率を高めるため、6 つのカンチレバーが並行して描画できるように配列されています。カンチレバーアレイとサンプルの基板との間の傾きを補正するため、それぞれのカンチレバーには、接触力を測定するピエゾ抵抗センサーが搭載されています。

このピエゾ抵抗素子はイオン注入で作られており、小さな抵抗変化を正確な電圧変化に変換するためのホイートストンブリッジ回路がシステムに統合されています。

今回の応用事例では、各カンチレバーの剛性を自動で測定しています。アレイ内のカンチレバー間で剛性が一貫していることは、MEMS チップの性能を決定する上で重要な特性です。

電歪ポリマーアクチュエーター試験

共役高分子や導電性高分子は、アクチュエーターやセンサーといった新しい微細加工デバイス向けのスマート材料として大きな注目を集めています。

この事例では、梁状の電歪ポリマー（EAP）アクチュエーターのたわみ範囲、作動力、および応答時間を試験しています。梁状のマイクロアクチュエーターは 2 つの電極で挟まれ、駆動信号を印加することで動作します。

上のグラフは、EAP アクチュエーターが示す最大たわみを駆動電圧に対してプロットしたものです。下のグラフは、EAP アクチュエーターが生成する駆動力を、方形波の駆動信号とともに時間に対してプロットしています。