ICS31.200 CCS L 59 中华人民共和国国家标准 GB/T 42896—2023 微机电系统（MEMS)技术 硅基MEMS纳尺度结构冲击试验方法 Micro-electromechanical systems(MEMS) technology Impact test method for nanostructures of silicon based MEMS 2023-08-06发布 2023-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 42896—2023 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 4要求 5 试验方法 附录A（资料性）原位片上冲击试验机尺寸建议 附录B（资料性）原位片上热驱动纳尺度结构冲击试验机测试实例 GB/T42896—2023 前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国微机电技术标准化技术委员会（SAC/TC336）提出并归口。 本文件起草单位：北京大学、中机生产力促进中心有限公司、中国电子技术标准化研究院、北京燕东 微电子科技有限公司、宁波芯健半导体有限公司、深圳市美思先端电子有限公司、上海临港新片区跨境 数据科技有限公司、广州奥松电子股份有限公司。 本文件主要起草人：张大成、杨芳、李根梓、顾枫、刘鹏、王旭峰、李凤阳、高程武、于志恒、陈艺、华璇卿、 刘若冰、张彦秀、罗书明、武斌、张启心、张宾。 GB/T42896—2023 微机电系统（MEMS）技术 硅基MEMS纳尺度结构冲击试验方法 1范围 本文件描述了硅基MEMS制造技术中所涉及的纳尺度膜结构沿厚度方向冲击试验的要求和试验 方法。 本文件适用于采用微电子工艺制造的纳尺度结构在一次冲击负荷作用下的耐冲击性能的测试 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T 2900.28 电工术语电动工具 GB/T26111微机电系统（MEMS)技术术语 GB/T36416.1试验机词汇第1部分：材料试验机 3术语和定义 GB/T2900.28、GB/T26111和GB/T36416.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 硅加工工艺 siliconprocess 硅微加工技术。 注：虽然硅工艺一般分为表面微加工和体硅微加工，但其中的许多技术是相同的。 ［来源：GB/T26111—2010,3.5.2] 3.2 原位片上冲击试验机insituon-chipimpactteste 由测试结构和测试装置组成，并将二者集成在同一晶圆上采用同一工艺流程加工形成的用于评估 工艺相关微纳结构抗冲击性能的试验机。 3.3 测试结构testingstructure 为了测量材料性能或微结构的性能专门制作的微纳结构（例如，悬臂梁或者是固定梁）。 注：本文件中为双端固定梁。 ［来源：GB/T26111—2010，3.7.19，有修改 3.4 测试装置testing device 将力或位移传递到测试结构同时可以读出力或位移的微结构。 1 GB/T42896—2023 3.5 挠度deflection 试样产生弯曲变形时，横截面中心在垂直于变形前轴线方向上的位移。 [来源：GB/T36416.1—2018,2.1.16］ 3.6 冲击能量 量impactenergy K 冲击类工具的冲击体在规定条件下，冲击达到工作位置时所具有的能量。 注：本文件中冲击体为冲击锤。 ［来源：GB/T2900.28—2007,7.1，有修改］ 4要求 4.1原位片上冲击试验机的设计要求 4.1.1结构说明 原位片上冲击试验机的示意图和三视图如图1和图2所示。 标引序号说明： 1——纳米测试结构； 挡板； 2——冲击锤； 释放结构； 3——储能梁； 负载梁； 锚点； 4- 8 驱动加载点。 图1原位片上冲击试验机示意图 2 GB/T42896—2023 试验机三视图 b) 俯视图中的测试结构区 标引序号说明： H 键合锚点高度； 储能梁宽度； h 悬空结构厚度； a 测试结构长度； L 释放结构长度； b 测试结构宽度，为纳米量级； W d 释放结构宽度： 冲击锤到测试结构的距离； D 挡板到锚点的距离，该参数需要序列设计； R 冲击锤头半径。 1 储能梁长度； 图2原位片上冲击试验机结构三视图 4.1.2 结构适用性设计要求 在原位片上冲击试验机设计的冲击能量范围内，储能梁不被破坏，在储能梁加载挠度达到D前释 放结构不断裂。同时，在所能提供驱动力的范围内释放结构能够断裂以释放冲击锤。在整个测试过程 中，测试装置其他结构不被破坏。原位片上冲击试验机的尺寸设计可见附录A；按照上述要求的示例见 附录 B。 4.1.3结构可加工性设计要求 原位片上冲击试验机应采用稳定重复、可用于芯片产品加工的标准硅加工工艺流程制造。在非产 业化标准硅加工工艺环境中，本文件规定的内容可作为定性或参比检测方法。 3 GB/T42896—2023 试验机三视图 b) 俯视图中的测试结构区 标引序号说明： H 键合锚点高度； 储能梁宽度； h 悬空结构厚度； a 测试结构长度； L 释放结构长度； b 测试结构宽度，为纳米量级； W d 释放结构宽度： 冲击锤到测试结构的距离； D 挡板到锚点的距离，该参数需要序列设计； R 冲击锤头半径。 1 储能梁长度； 图2原位片上冲击试验机结构三视图 4.1.2 结构适用性设计要求 在原位片上冲击试验机设计的冲击能量范围内，储能梁不被破坏，在储能梁加载挠度达到D前释 放结构不断裂。同时，在所能提供驱动力的范围内释放结构能够断裂以释放冲击锤。在整个测试过程 中，测试装置其他结构不被破坏。原位片上冲击试验机的尺寸设计可见附录A；按照上述要求的示例见 附录 B。 4.1.3结构可加工性设计要求 原位片上冲击试验机应采用稳定重复、可用于芯片产品加工的标准硅加工工艺流程制造。在非产 业化标准硅加工工艺环境中，本文件规定的内容可作为定性或参比检测方法。 3