摘要
为提高聚合物超声波精密封接的可控性,预防高温度场下聚合物的熔融流延影响封接界面质量和精度,提出了阵列式微导能结构。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微小管道的封接为实验对象,研究了阵列微导能结构的尺度对超声波封接过程的影响;采用热压成型工艺在被封接表面制作了5组不同高度的微结构。采用基于声波传递效率反馈的超声波精密封接方式,对超声波作用下聚合物界面的润湿行为进行了观察分析,讨论了结构尺度对超声波封接质量的影响。结果表明,随着微结构尺寸的增大,实现完全联接需要的超声波能量呈递增的趋势。该种微导能结构有效控制了聚合物熔融流延,获得了均一的封接面,可实现高质量精密封接。
In order to improve the efficiency of ultrasonic bonding process for a polymer Electro-Mechanical System（MEMS） and to prevent the flow of polymer under a high temperature,a micro energy director array was proposed.Based on the experiment of PMMA micro-pipe sealing,the influence of micro energy director array on the process of ultrasonic sealing was studied.Five kinds of micro energy directors with different heights were fabricated on the sealing surface by a hot embossing technique.The method of ultrasonic precise sealing based on acoustic transfer efficiency feedback was used in the experiment to study the influence of the height of the micro-array structure on the quality of ultrasonic sealing and to observe the wetting behavior of micro-array structure.Experimental results indicate that the ultrasonic energy to achieve complete connection increases with increasing the height of micro energy director array.The micro energy director can control the flow of the melting-polymer effectively and can obtain the uniform sealing surface and high quality precise sealing.
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期754-761,共8页
Optics and Precision Engineering
基金
国家自然科学基金面上项目(No.50775024No.50975037)
关键词
超声波精密封接
MEMS
聚合物器件
导能结构
润湿
ultrasonic precise sealing
Micro-electro Mechanical System（MEMS）
polymer device
energy-oriented structure
wetting
作者简介
罗怡（1973-），女，安徽合肥人，副研究员，1994年于大连理工大学获学士学位，2001年于上海大学获博士学位，主要从事微装配和微纳加工技术的研究。E—mail：luoy@dlut．edu．cn
张苗苗（1986-），女，山东济宁人，硕士研究生，主要研究方向为聚合物微器件的超声波封接。E—mail：mmzll@yahoo．cn
孙屹博（1983-），男，吉林通化人，博士研究生，2005年于大连理工大学获学士学位，主要研究方向为聚合物的MEMS制造。E-mail：sun200181410@163．com.
王晓东（1967-），男，黑龙江哈尔滨人，教授，博士生导师，1989年于南京航空学院获学士学位，1992年于哈尔滨船舶工程学院获硕士学位，1995年于哈尔滨工业大学获博士学位，主要从事微装配技术与系统、精密仪器设计与制造等方面的研究。E-mail：xdwang@dlut.edu.cn.
