隨著微機電系統(tǒng)的發(fā)展,基于UV-LIGA技術(shù)制作的金屬微器件在武器裝備和航空航天等領域的應用日益廣泛。然而,微電鑄器件中殘余應力過大會導致鑄層出現(xiàn)變形和分層等現(xiàn)象,這將給微器件的尺寸精度、機械性能和使用壽命帶來極為不利的影響。本文針對一款引信MEMS安保機構(gòu),圍繞低應力安保機構(gòu)制作工藝和微器件中殘余應力檢測等問題開展研究,主要研究內(nèi)容包括以下方面:根據(jù)安保機構(gòu)中基板框架、隔爆滑塊、離心保險鎖、后坐保險鎖和微彈簧的結(jié)構(gòu)特點,制定了相應的制作工藝路線,并分析了制作中存在的難點。其中,基板框架微結(jié)構(gòu)中由于大面積電沉積區(qū)域的存在,極易因鑄層中殘余應力過大導致制作失敗。為減小基板框架中殘余應力,利用ANSYS軟件對添加應力釋放結(jié)構(gòu)前、后的基板框架進行了殘余應力仿真分析。由仿真結(jié)果可知,添加應力釋放結(jié)構(gòu)有助于降低和均化基板框架中殘余應力。而后坐保險鎖作為安保機構(gòu)中的主要功能結(jié)構(gòu),并不能通過添加應力釋放結(jié)構(gòu)的方法解決該結(jié)構(gòu)由于殘余應力導致的變形問題。為探究減小后坐保險鎖微結(jié)構(gòu)中殘余應力的方法,分別開展了時效處理和兆聲輔助微電鑄實驗。由實驗結(jié)果可知:時效處理作為后處理方法,能夠有效減小后坐保險鎖由于殘... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 MEMS安保機構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.3 減小微電鑄層殘余內(nèi)應力的方法
        1.3.1 工藝參數(shù)改進法
        1.3.2 時效處理
        1.3.3 超聲輔助微電鑄
        1.3.4 兆聲輔助微電鑄
    1.4 殘余應力檢測方法的研究進展
        1.4.1 有損檢測法
        1.4.2 無損檢測法
    1.5 本文的研究內(nèi)容
2 MEMS安保機構(gòu)制作工藝方案的確定
    2.1 MEMS安保機構(gòu)
    2.2 制作方案的確定
        2.2.1 工藝技術(shù)的選擇
        2.2.2 工藝路線確定
    2.3 制作工藝難點
        2.3.1 制作低應力的電鑄微結(jié)構(gòu)
        2.3.2 大厚度光刻膠母模的制作
    2.4 本章小結(jié)
3 減小后坐保險鎖鑄層殘余應力的方法
    3.1 后坐保險鎖變形
    3.2 時效處理對微結(jié)構(gòu)鑄層殘余應力的影響
        3.2.1 熱時效
        3.2.2 振動時效
    3.3 兆聲波攪拌對微結(jié)構(gòu)鑄層殘余應力的影響
        3.3.1 后坐保險鎖微結(jié)構(gòu)兆聲輔助微電鑄實驗
        3.3.2 兆聲輔助微電鑄對鑄層殘余應力的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 納米壓痕技術(shù)檢測兆聲輔助電鑄微結(jié)構(gòu)中殘余應力
    4.1 納米壓痕技術(shù)檢測殘余應力
        4.1.1 測量原理概述
        4.1.2 利用載荷-位移曲線測量殘余應力的計算模型
    4.2納米壓痕技術(shù)檢測電鑄微結(jié)構(gòu)中殘余應力實驗
        4.2.1 樣片制作
        4.2.2 壓痕測試位置選擇
        4.2.3 壓痕測試實驗
    4.3 壓痕實驗測試結(jié)果分析
        4.3.1 載荷—位移曲線
        4.3.2 基于Suresh模型和Lee模型的殘余應力計算
        4.3.3 計算模型的選擇
    4.4 本章小結(jié)
5 MEMS安保機構(gòu)制作
    5.1 MEMS安保機構(gòu)微結(jié)構(gòu)制作工藝流程
        5.1.1 基板框架制作
        5.1.2 離心保險鎖和隔爆滑塊制作
        5.1.3 后坐保險鎖和微彈簧制作
    5.2 大厚度光刻膠母模制作
        5.2.1 “邊珠”效應
        5.2.2 減小“邊珠”效應的方法
    5.3 MEMS安保機構(gòu)裝配與測量
        5.3.1 MEMS安保機構(gòu)裝配
        5.3.2 MEMS安保機構(gòu)裝配后尺寸測量及誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：2914234