玻璃微連接技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子元器件、傳感器及醫(yī)療器械等領(lǐng)域。超短脈沖激光作為一種非接觸式、高精度加工方式,利用非線性效應(yīng),與透明材料加工時(shí)無需添加材料且作用區(qū)域小,可有效避免傳統(tǒng)焊接方式存在的依賴焊料以及焊接強(qiáng)度不高等問題,滿足精度高、熱影響區(qū)小的玻璃微連接需求。超短脈沖激光玻璃疊焊工藝目前研究存在依賴高數(shù)值光圈透鏡、焊接參數(shù)影響不明確、缺乏焊接后評(píng)價(jià)等不足,因此本文基于焊接實(shí)現(xiàn)-形貌研究-性能評(píng)價(jià)的研究思路,在激光焊接實(shí)驗(yàn)、玻璃改性形貌特征、玻璃焊接后性能等方面開展研究,實(shí)現(xiàn)超短脈沖激光對(duì)玻璃的可靠焊接。具體研究內(nèi)容如下:（1）采用低數(shù)值光圈超短脈沖激光加工系統(tǒng),研究加工參數(shù)對(duì)玻璃焊接的影響規(guī)律。在不同激光脈沖能量、掃描速度及焦點(diǎn)位置條件下對(duì)玻璃進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn),定性分析不同加工參數(shù)的玻璃焊接結(jié)果。（2）基于玻璃改性形貌特征揭示超短脈沖激光焊接機(jī)制。根據(jù)超短脈沖激光焊接玻璃原理,對(duì)激光加工后玻璃內(nèi)部改性形貌進(jìn)行研究,分析不同激光加工參數(shù)下玻璃內(nèi)部改性形貌初始改性點(diǎn)、改性形貌長度與兩塊玻璃交界面的關(guān)系。（3）建立形貌初始改性點(diǎn)偏移量預(yù)測模型,結(jié)合改性形貌特征實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)選擇。針對(duì)改性形貌... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

玻璃微連接在

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1研究背景和意義微連接是指以提供機(jī)械耦合、封裝集成、電連接或隔離保護(hù)而過程中并不對(duì)器件功能和可靠性產(chǎn)生影響的連接技術(shù)[1]。隨著科技的發(fā)展，電子、機(jī)械和生物醫(yī)藥等行業(yè)的各類產(chǎn)品日益向著小型化、精密化的方向邁進(jìn)，對(duì)制造材料的微連接的需求也隨之提高。而玻璃作為一種擁有高硬度、低膨脹系數(shù)、高溫度穩(wěn)定性等優(yōu)異的物理化學(xué)特性的材料，被廣泛應(yīng)用于上述行業(yè)的各類小型化、精密化的產(chǎn)品中，且產(chǎn)品制造過程中對(duì)于玻璃間的微連接技術(shù)有著一定的精度、連接質(zhì)量以及微損傷的要求，因此如何提升玻璃微連接的加工質(zhì)量成為國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。1.1.1玻璃微連接應(yīng)用微型傳感器封裝技術(shù)、電子產(chǎn)品二層玻璃連接及光纖端蓋等（圖1-1所示）對(duì)玻璃微連接有著強(qiáng)烈需求。傳感器內(nèi)玻璃微連接封裝能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的封裝、集成及防塵功效；電子產(chǎn)品二層玻璃連接可滿足防摔防水防塵要求；在光纖中，端蓋焊接可實(shí)現(xiàn)光纖封閉性，降低在傳輸過程中的外界干擾。a.傳感器封裝b.電子產(chǎn)品c.光纖端蓋連接圖1-1玻璃微連接在電子器件中應(yīng)用Fig.1-1Glassmicro-connectionsusedinelectronicdevices玻璃對(duì)于生物體而言屬于“中性”物質(zhì)，將其植入人體內(nèi)時(shí)與人體體液組織的生物相容性較好，不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；玻璃材料與許多膠粘劑或其它材料不同，它具有較強(qiáng)的抗腐蝕性及穩(wěn)定性，不會(huì)被體液腐蝕或自發(fā)降解，因此相比其它材料具有更長的壽命。此外玻璃材料對(duì)于電磁波不存在干擾，有利于帶信號(hào)的電磁波穿透，由于玻璃材料擁有上述優(yōu)點(diǎn)，它在醫(yī)療設(shè)備中有著極強(qiáng)的應(yīng)用性，如圖1-2所示。

第一章緒論2a.基于微流道的血?dú)夥治鰞xb.液滴反應(yīng)器圖1-2玻璃微連接在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用Fig.1-2Glassmicro-connectionsusedinthemedicalfield1.1.2玻璃連接傳統(tǒng)方式雖然各種材料之間的微連接已實(shí)現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用，但由于玻璃具有透明性、高硬度和高脆性的特點(diǎn)，玻璃間及玻璃與其它材料間的微連接仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。目前已有多種傳統(tǒng)玻璃連接方式，包括粘合劑粘合[2]、光學(xué)接觸[3]、錫焊[4]、擴(kuò)散結(jié)合[5]等技術(shù)。表1-1從連接過程和最終效果兩個(gè)主要評(píng)估角度，就玻璃焊接靈活性、便利性、空間選擇性、機(jī)械性能等七大方面對(duì)傳統(tǒng)的四種玻璃連接方式進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)分析。表1-1各種連接方式優(yōu)缺點(diǎn)分析[6]Table1-1Analysisofadvantagesanddisadvantagesofvariousconnectionmethods[6]評(píng)估指標(biāo)粘合劑錫焊光學(xué)接觸擴(kuò)散結(jié)合連接過程靈活性優(yōu)良差差便利性優(yōu)良差差空間選擇性優(yōu)差差差最終效果機(jī)械性能差良良優(yōu)溫度穩(wěn)定性差良良優(yōu)化學(xué)性能差良優(yōu)優(yōu)光纖指數(shù)匹配性差差優(yōu)優(yōu)粘合劑粘合是利用膠水等粘合劑將兩個(gè)表面連接在一起的技術(shù)。粘合劑由于其粘合溫度相對(duì)較低并且可以靈活地填充不同材料之間的間隙，被應(yīng)用于粘合不同的材料，例如硅、玻璃等半導(dǎo)體材料及金屬材料。然而，隨著時(shí)間的流逝，粘合劑可能會(huì)釋放氣體，導(dǎo)致粘合劑的老化以及周圍設(shè)備的污染[7]。光學(xué)接觸是通過分子間作用力（范德華力）實(shí)現(xiàn)兩塊緊密共形材料表面連接在一起的技術(shù)[8]。不同于粘合劑粘合技術(shù)，光學(xué)技術(shù)不需要外部填充，因此連接后的物質(zhì)性質(zhì)仍能保持與原有材料相同。與粘合劑粘合技術(shù)相比，光學(xué)接觸對(duì)材

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光共焦顯微光束的偏轉(zhuǎn)掃描[J]. 趙維謙,任利利,盛忠,王允,邱麗榮.  光學(xué)精密工程. 2016(06)
[2]超短脈沖激光微焊接玻璃進(jìn)展[J]. 范文中,趙全忠.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(08)

博士論文
[1]基于納米壓痕儀的薄膜力學(xué)性能納米測試與表征研究[D]. 張振宇.天津大學(xué) 2005

碩士論文
[1]金屬薄膜流變力學(xué)性能研究[D]. 馬敏偉.中南林業(yè)科技大學(xué) 2009
[2]用納米壓痕法表征薄膜的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系[D]. 黃勇力.湘潭大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3320187