本文關(guān)鍵詞：聚合物超聲波壓印成形工藝及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 微結(jié)構(gòu) 能量控制模式 均勻性 缺陷 應力

【摘要】：在聚合物微結(jié)構(gòu)加工領(lǐng)域,超聲波壓印成形技術(shù)作為一種比較新的加工微結(jié)構(gòu)的技術(shù),相對于傳統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)的優(yōu)勢有很多,例如,清潔環(huán)保、節(jié)約資源、操作簡單等優(yōu)點。綜合考慮,該成形技術(shù)對我國建設(shè)環(huán)境友好型的社會有著很大的推動作用。目前,超聲波技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用于工業(yè)、電氣、航空航天、產(chǎn)品包裝、微小器件的生產(chǎn)等領(lǐng)域。但是,超聲波技術(shù)在聚合物微器件成形領(lǐng)域的應用仍處于實驗室研究階段,可控性的好壞、工藝窗口的大小、成形均勻性、氣泡缺陷等問題的研究尚不明確。由于超聲波壓印技術(shù)的實驗可控性和工藝窗口的寬窄問題尚不明確,本論文在目前已有的超聲波壓印技術(shù)的基礎(chǔ)上,以能量模式為依托,進行不同控制模式之間的成形結(jié)果對比,并進行結(jié)果分析,探討不同控制模式對超聲波壓印成形工藝窗口寬窄的影響,并設(shè)計了一組測溫對比實驗,得出了較好的控制模式。在不同控制模式的超聲波壓印實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,討論了超聲波壓印實驗后聚合物表面均勻性的問題,進一步對比分析了不同控制模式下,超聲波壓印成形結(jié)果的質(zhì)量問題,并得出在能量850J和950J左右時的超聲壓印實驗中,時間控制模式下的焊頭-基片接觸區(qū)域非成形區(qū)和成形區(qū)的均勻性均較好。在干法刻蝕工藝下,我們針對不同微結(jié)構(gòu)的超聲波壓印實驗結(jié)果進行分析。詳述了干法刻蝕工藝下,硅模具的制作流程和刻蝕結(jié)果。并根據(jù)超聲實驗后基片脫模困難的問題,在干法刻蝕后的模具上制作一層脫模劑,保證聚合物基片在模具上的順利脫模。通過有限元仿真平臺對微結(jié)構(gòu)進行應力分布分析,為干法刻蝕工藝下的對比微結(jié)構(gòu)超聲波壓印實驗提供了參考依據(jù)。為了盡快使聚合物微器件超聲波壓印工藝進入社會生活,我們還討論分析了聚合物微器件的氣泡缺陷問題。針對氣泡的產(chǎn)生和運動機理進行研究,并提出了相應的抑制氣泡產(chǎn)生的方法,主要有降低溫度和增加靜壓強兩種方法。
【關(guān)鍵詞】：微結(jié)構(gòu) 能量控制模式 均勻性 缺陷 應力
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB324;TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 聚合物微器件概述10-12
• 1.1.1 聚合物簡介10
• 1.1.2 聚合物微器件的應用及發(fā)展情況10-11
• 1.1.3 聚合物微器件的傳統(tǒng)制造方法11-12
• 1.2 聚合物微器件超聲波制造技術(shù)12-16
• 1.2.1 聚合物微器件超聲波成形技術(shù)12-13
• 1.2.2 聚合物微器件超聲波成形技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 聚合物微器件的商業(yè)化前景16
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容及意義16-18
• 2 不同控制模式下聚合物微結(jié)構(gòu)超聲波壓印成形研究18-26
• 2.1 超聲波壓印成形技術(shù)的工藝窗口以及可控性研究的意義18
• 2.2 聚合物微結(jié)構(gòu)超聲波壓印實驗18-20
• 2.2.1 聚合物微結(jié)構(gòu)超聲壓印裝置18-19
• 2.2.2 壓印模具和聚合物基片19-20
• 2.2.3 超聲波壓印實驗20
• 2.2.4 復制精度評價方法20
• 2.3 超聲實驗結(jié)果及討論20-24
• 2.3.1 不同壓印模式對壓印深度的影響20-23
• 2.3.2 不同超聲波控制模式下的聚合物的溫度特性23-24
• 2.4 本章結(jié)論24-26
• 3 工藝參數(shù)對復制均勻性的影響26-31
• 3.1 PMMA基片焊頭-基片接觸區(qū)域圖形區(qū)表面均勻性分析26-28
• 3.2 PMMA基片焊頭-基片接觸區(qū)域非圖形區(qū)表面均勻性分析28-30
• 3.3 本章結(jié)論30-31
• 4 微結(jié)構(gòu)尺寸及分布對復制結(jié)果的影響31-41
• 4.1 干法刻蝕工藝下的硅模具制作31-35
• 4.1.1 干法刻蝕工藝流程31-33
• 4.1.2 微結(jié)構(gòu)表面改性33-35
• 4.2 微結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果分析35-39
• 4.3 不同輔助結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)超聲波壓印實驗39-40
• 4.4 本章總結(jié)40-41
• 5 聚合物微器件在超聲作用下產(chǎn)生氣泡狀缺陷的分析研究41-50
• 5.1 聚合物微器件在超聲壓印過程中的缺陷介紹41-43
• 5.2 氣泡的運動規(guī)律以及超聲波傳播相關(guān)理論43
• 5.3 超聲波傳播相關(guān)理論43-44
• 5.4 影響超聲波壓印實驗中氣泡產(chǎn)生的各個因素44-48
• 5.4.1 溫度對PMMA基片內(nèi)氣泡產(chǎn)生的影響44-47
• 5.4.2 靜壓強對PMMA基片內(nèi)氣泡產(chǎn)生的影響47-48
• 5.5 PMMA基片超聲壓印工藝中氣泡缺陷的抑制48-49
• 5.6 本章結(jié)論49-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻52-55
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文及專利情況55-56
• 致謝56-57

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本文編號：1036488