国家自然科学基金(50775024)
- 作品数：8 被引量：40H指数：4
- 相关作者：王晓东罗怡张宗波王立鼎张振强更多>>
- 相关机构：大连理工大学浙江大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”浙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信金属学及工艺更多>>
- 塑料超声波焊接及其用于聚合物MEMS器件键合的研究进展被引量：13
- 2008年
- 为了解决当前聚合物MEMS器件键合技术中存在的问题,将塑料超声波焊接技术引入聚合物微器件键合领域,从而形成了一种新的MEMS键合工艺——超声波键合。目前广泛应用于聚合物加工的塑料超声波焊接技术具有不需要焊剂和外部热源、对焊件破坏轻、焊接时间短、焊接影响区域小等优点,超声波聚合物MEMS器件键合是塑料超声波焊接技术从宏观器件到微观器件的一次应用范围上的拓宽。简述了塑料超声波焊接和MEMS器件超声波键合技术的国内外研究发展现状。采用MEMS加工工艺制作了带有键合接头的PMMA微流控芯片,并利用超声波塑料焊接机实现了高强度密封键合试验。然而,与宏观器件的焊接相比超声波MEMS键合存在着因结构微型化而产生的特殊技术问题,文章对这些问题进行了讨论。
- 张宗波罗怡王晓东王立鼎
- 关键词：微流控芯片
- 聚合物微流控芯片超声波微熔融键合方法被引量：1
- 2011年
- 为了将超声波聚合物焊接技术更好地应用于聚合物微流控芯片的键合,提出基于界面微熔融的聚合物微流控芯片超声波键合方法.设计了适用于该方法的导能筋结构,在合理的键合工艺参数控制下使导能筋结构材料不发生熔融流延,通过键合界面软化润湿来实现对微流控芯片微通道的密封连接.实验结果表明,键合时间仅为0.09 s,键合后微通道的承压能力可达6个大气压,满足微流控芯片的使用要求.面接触导能筋可采用机械加工或注塑方法获得,具有良好的产业化应用前景.
- 王晓东郑英松张宗波罗怡
- 关键词：微通道
- 制造／再制造模式下的产品-精度建模研究被引量：4
- 2008年
- 分析了制造/再制造模式下的产品精度信息特点,将公差项目分成互参考公差和自参考公差2大类,以TTRS为理论基础,在产品模型中增加了公差信息描述;研究了功能失效与精度散失的关系,分析了再制造零件-精度模型的建立过程,提出了制造/再制造模式下产品-精度建模过程;采用该建模方法对发动机活塞和汽缸内壁组成的圆柱副进行了实例研究,给出了该圆柱副的产品-公差模型,并将仿真分析获取的圆柱副精度散失信息添加到产品-公差模型中,形成制造/再制造模式下的发动机汽缸运动副产品-精度模型;该建模方法能够为产品制造/再制造提供所需的各种信息,并能方便地在CAX系统中实现.
- 徐旭松曹衍龙杨将新茅健
- 关键词：再制造
- 聚合物微器件压力自适应超声波精密联接被引量：4
- 2010年
- 将超声波联接技术应用于聚合物微器件的联接,搭建了超声波精密联接系统。为了保证微器件在精密联接中的形状精度,选用工作频率为60 kHz的超声换能器及驱动电源为微器件提供高频、低振幅的超声波振动;以高细分步进电机驱动直线导轨控制超声波工具头的纵向移动,精确控制超声波工具头的位置,并结合力传感器实现了超声波联接过程中聚合物材料力学性能的实时检测。针对联接表面特性差异引起的联接质量不一致问题,提出了基于材料力学性能反馈的压力自适应联接方法,可以对不同零件提供自适应的超声波能量。应用该系统对PMMA材料微器件进行了联接实验,实验结果表明,该方法大幅提高了超声波联接的稳定性,实现了聚合物微器件的超声波精密联接。
- 孙屹博罗怡王晓东
- 超声波塑料焊接粘弹性热的仿真计算被引量：11
- 2009年
- 粘弹性热是超声波塑料焊接的主要热源之一.针对目前已有方法在计算粘弹性热时不能很好的体现聚合物材料的动态粘弹性而产生较大误差的缺点,首先利用静态松弛模量和"时温等效性原理"对材料的动态粘弹性进行表征,该方法把动态模量表示成温度和频率的函数,避免了动态模量这一复杂过程.提出了一种用于超声波焊接过程中粘弹性热计算的策略,并对周期载荷作用下PMMA二维模型的粘弹产热过程进行了有限元仿真.结果表明,所得的温度变化趋势与文献中的试验测量结果基本相符.
- 张振强张宗波罗怡王晓东王立鼎
- 关键词：动态粘弹性有限元
- 超声波键合能量引导微结构PMMA基片的制作(英文)被引量：3
- 2009年
- 为了用超声波键合的方法实现微流控芯片的封装,采用选择性键合方式在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的微沟道两侧设计、制作了能量引导微结构,用热压法在同一PMMA基片上一次成形了凸起的能量引导微结构和凹陷的微沟道。用套刻和湿法腐蚀的方法制作了复合一体化硅模具。通过正交实验,确定了优化后的热压工艺参数。实验结果表明,由于同时存在凹、凸微结构,因此优化后的热压成形温度比传统的热压凹陷结构的成形温度提高15 ～20 ℃,在温度为140 ℃、保压时间为300 s、压力为1 .65MPa的实验条件下,微结构的复制精度达到了99 %。
- 陶琳罗怡张彦国张宗波王晓东
- 关键词：热压
- 聚合物微流控芯片的键合技术与方法被引量：11
- 2008年
- 在微流控芯片的制作中,键合是关键技术之一,基片与盖片只有通过键合才能形成封闭的微通道,因此键合质量直接影响芯片的制作质量。对键合方法进行了分类,综述了目前已有的芯片键合技术及方法,分析了各种键合方法在制作质量、制作效率以及是否适用于批量化制作等方面的局限性,详细介绍了具有效率高、适合批量化生产等优点的超声波键合技术的研究进展。
- 罗怡王晓东王立鼎
- 基于局部溶解性激活的聚合物微流控芯片超声波键合被引量：2
- 2011年
- 利用低于临界振幅下的超声波作用在聚合物上仅产生表面热的特点,结合PMMA在异丙醇(IPA)中的温变溶解特性,提出了一种基于局部溶解性激活的超声波聚合物微流控芯片键合方法.理论分析表明当超声振幅小于临界振幅时,只有器件接触表面产生局部表面热,而且在70℃附近IPA对PMMA的溶解性才具有良好的激活作用.在试验研究中,利用精密加工法和热压法制作了带面接触式导能筋结构和80μm×80μm微通道的PMMA微流控芯片基片.在超声振幅为13μm、键合时间8 s、键合压力300 N的条件下进行了键合试验.结果表明,芯片拉伸强度达2.25 MPa,微通道的承压能力超过800 kPa,键合后导能筋无熔融,微沟道变形率小于2%,键合时间仅为8s.该方法的键合强度和键合效率明显高于传统的键合方法,而微结构的变形率却较小,故可作为一种具有产业化前景的聚合物MEMS器件快速封接方法.
- 张宗波罗怡王晓东王立鼎
- 关键词：微流控芯片
