聚合物多层微流控芯片超声波键合界面温度研究

针对聚合物多层微流控芯片键合,采用热辅助超声波键合方法实现了4层微流控芯片的键合,搭建了多界面温度测试装置,采用埋置热电偶的方法测试了三个被封接界面的温度场,研究了单独超声波作用和热辅助超声波键合法中各界面的温度并进行了比对.温度测试实验结果表明,在顶层热辅助温度70℃、6μm振幅、30kHz频率、100N超声波焊接压力和25s超声波作用时间下,基于热辅助的多层超声波键合方法可以使各键合界面的温度基本一致,从而实现多层微流控器件的多个界面键合质量一致.本文的研究为聚合物微流控器件的超声波多层键合机理研究提供了有益借鉴.     

基于非线性弹簧模型的振动声调制机理研究

飞机结构裂纹的在线监测是保证飞行器安全的重要举措,针对目前常规的无损检测方法无法实现在线及原位监测的不足,根据裂纹引起的超声非线性,基于振动声调制效应对结构裂纹进行监测是一种可行的方法。采用非线性弹簧模型对裂纹进行模拟,建立了两列一维简谐波在含接触界面的结构中的传播模型,通过公式推导,得到了透射信号的基波、调制边频谐波和高次谐波等信号成分的近似表达式,分析了各谐波成分幅值与激励信号参数间的对应关系,推导了边频调制谐波与两低频基波幅值乘积之比R与刚度系数间的关系。通过板中的振动声调制试验,分析了响应信号的谐波成分及各谐波成分随低频振动幅值的变化关系,探讨了指标R随外力变化情况,试验结果基本符合模型推导的结论,为采用基于振动声调制的方法进行裂纹监测提供了理论指导。     

脉冲电压对硅/玻璃阳极键合质量影响分析

采用脉冲电压对硼硅玻璃与硅进行了阳极键合试验,结果表明采用脉冲电压能有效缩短硅/玻璃阳极键合时间并能适当降低键合温度。通过拉伸试验表明键合强度能达到预定强度要求,通过扫描电镜对键合界面的微观界面进行分析:表明玻璃/硅的键合界面有较明显的中间过渡层生成;通过分析:认为在玻璃/硅进行阳极键合过程中,脉冲电压产生的脉冲电场力对玻璃Na~+耗尽层中的O~(2-)向界面迁移扩散起到了反复驱动的作用,促进了O~(2-)向阴极表面迁移,增加了界面键合效率,缩短了硅/玻璃阳极键合时间,并降低了键合温度,从而促进了过渡层的形成。     

聚合物微流控芯片超声波微熔融键合方法

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.     

Pyrex/A1多层静电键合界面力学特征分析

采用公共阳极法实现了多层Pyrex玻璃与铝箔晶片的静电键合,采用MSC.MARC非线性有限元分析软件,对两层和3层Pyrex/Al键合件的界面残余应力及变形等力学特征进行对比分析。由于玻璃/铝/玻璃3层阳极键合试件的对称结构,键合界面附近的残余应力和应变均呈对称分布而有利于减缓变形。试件最大等效应力值均位于靠近连接界面的过渡层,使该部位成为阳极键合的薄弱环节。研究结果对于MEMS器件的精密封装工艺质量控制具有重要的意义。     

干摩擦阻尼叶片的界面约束力描述及振动响应求解

发展了一种描述复杂运动状态下界面约束力的三维干摩擦接触数值模型,该模型通过在接触界面建立多个摩擦接触点对得到多点分布的界面约束力,可以描述界面的粘滞-滑动共存状态和法向接触正压力不均匀分布。在该模型中还考虑了界面动静摩擦系数的不同和界面的各向异性。采用三维干摩擦接触数值模型和高阶谐波平衡法,计算了某真实围带阻尼结构汽轮机叶片在复杂激励下的非线性振动响应。计算出叶片振动响应在一个运动周期出现多个局部极值,呈含多谐波的周期函数。     

InP/GaAs低温键合的新方法

通过对 InP/GaAs 异质键合实验方法的研究,提出了包括表面活化处理、真空预键合和退火热处理的三步法,在350℃低温下实现了InP/GaAs异质材料的键合。界面电流 电压(I V)特性的研究表明,350℃样品的界面过渡层极薄,电子主要以隧穿方式通过界面,而450℃的扩散使得过渡层增厚,界面电流 电压特性可视为双肖特基二极管的反向串联。同时,对键合样品也进行了拉力测试,实验结果表明 450℃样品的键合强度优于350℃样品。最后,对InP/GaAs异质材料的键合机理进行了探讨。     

供电系统中谐波产生的原因危害及防治

1概述 在理想干净的电力系统中，电流和电压都是标准的正弦波。但实际供电电压的波形会由于某些原因发生偏离，即产生谐波。产生谐波的根本原因是由于具有非线性阻抗特性的电气设备用电的结果。这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。     

变频空调缺陷：引起电网谐波污染及其危害

目前市场中采用交流变频技术的家用空调的核心是变频器，变频器就是电网中的非线性负载，其运行过程中工频电源整流成直流电压信号，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。在整流电路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其它各次谐波，谐波与电力系统中基波叠加，造成波形畸变从而引起电网谐波污染。     

振动控制中压电作动器非线性的补偿方法研究

在周期振动的自适应控制中,压电作动器的非线性特性会产生高次谐波,激发高阶模态振动。为抑制压电作动器的高次谐波激励,同时结合自适应振动控制的特点,提出一种新的作动器非线性补偿方法。该方法将作动器的非线性与结构的动态特性部分融合,用正交多项式从输入输出信号中拟合静态非线性及其逆变换,计算过程简单,数值稳定性高。在控制通道中,通过逆变换对控制信号进行预处理,使得补偿后的输入输出具有线性系统的特征,而输入输出之间的相位差完全由自适应算法进行补偿。实验结果表明,所给出的补偿方法能够抑制高次谐波,并改善了振动控制效果。