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、缺乏焊接后評價等不足,因此本文基于焊接實現(xiàn)-形貌研究-性能評價的研究思路,在激光焊接實驗、玻璃改性形貌特征、玻璃焊接后性能等方面開展研究,實現(xiàn)超短脈沖激光對玻璃的可靠焊接。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、掃描速度及焦點位置條件下對玻璃進行焊接實驗,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制。根據(jù)超短脈沖激光焊接玻璃原理,對激光加工后玻璃內(nèi)部改性形貌進行研究,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、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偏移量預(yù)測模型,結(jié)合改性形貌特征實現(xiàn)焊接參數(shù)選擇。針對改性形貌... 

【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

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【學(xué)位級別】：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械耦合、封裝集成、電連接或隔離保護而過程中并不對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，對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。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）對玻璃微連接有著強烈需求。傳感器內(nèi)玻璃微連接封裝能夠有效實現(xiàn)對傳感器的封裝、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玻璃對于生物體而言屬于“中性”物質(zhì)，將其植入人體內(nèi)時與人體體液組織的生物相容性較好，不會發(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，它具有較強的抗腐蝕性及穩(wěn)定性，不會被體液腐蝕或自發(fā)降解，因此相比其它材料具有更長的壽命。此外玻璃材料對于電磁波不存在干擾，有利于帶信號的電磁波穿透，由于玻璃材料擁有上述優(yōu)點，它在醫(yī)療設(shè)備中有著極強的應(yīng)用性，如圖1-2所示。

第一章緒論2a.基于微流道的血氣分析儀b.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，玻璃間及玻璃與其它材料間的微連接仍然是一個挑戰(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]、擴散結(jié)合[5]等技術(shù)。表1-1從連接過程和最終效果兩個主要評估角度，就玻璃焊接靈活性、便利性、空間選擇性、機械性能等七大方面對傳統(tǒng)的四種玻璃連接方式進行了優(yōu)缺點分析。表1-1各種連接方式優(yōu)缺點分析[6]Table1-1Analysisofadvantagesanddisadvantagesofvariousconnectionmethods[6]評估指標粘合劑錫焊光學(xué)接觸擴散結(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表面連接在一起的技術(shù)。粘合劑由于其粘合溫度相對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，隨著時間的流逝，粘合劑可能會釋放氣體，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)接觸對材

【參考文獻】：
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展[J]. 范文中,趙全忠.  激光與光電子學(xué)進展. 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：3320187