Stabilitätsbewertung glaslotgebondeter Inertialsensoren für Automobilanwendungen: Bruchparameter bei gemischter Beanspruchung

Abstract:
Aufgrund der steigenden Miniaturisierung mikromechanischer Sensoren und der Forderung nach kürzeren Entwicklungszeiten für verbesserte Sensordesigns steigt das Interesse an einer zuverlässigen und schnellen Stabilitätsanalyse für Bondverbindungen. Mit asymmetrischen Mikro-Chevron-Proben wurden für unterschiedliche Verhältnisse der Belastungsmoden I und II kritische Versagensparameter ermittelt. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass durch Bonden von Siliziumwafern unterschiedlicher Dicke verschiedene Phasenwinkel der Belastung von bis zu maximal 35,4Grad eingestellt werden können. Bei symmetrischen Proben alterniert der Riss zwischen den grenzflächennahen Bereichen der Bondschicht, während er bei gemischter Beanspruchung an der Grenzfläche zum dünneren Siliziumsubstrat wandert. Das Risswachstum in der Grenzfläche ist durch eine Verringerung der kritischen Energiefreisetzungsrate Gc gekennzeichnet. Für die Zuverlässigkeitsbewertung der Glaslotbondrahmen sind die ermittelten Parameter von essentieller Bedeutung.