基于力学状态反馈的聚合物微器件超声波精密联接系统.pdfVIP

学兔兔 第3l卷 第11期 仪 器 仪 表 学 报 V0J．31 N 】1 2010年11月 Chinese Journal of Scientific Instrument NOV．2010 基于力学状态反馈的聚合物微器件 超声波精密联接系统术 孙屹博 ，罗 怡 ，王晓东 ，张苗苗 (1 大连理工大学精密与特种加 [教育部重点实验室 大连 1 16024； 2 辽宁省微纳米技术及系统重点实验室 大连 116024) 摘 要：针对聚合物微器件的联接搭建了超声波精密联接系统。该系统选用工作频率为60 kHz的超声换能器提供高频、低振 幅超声波振动，以降低振动对微结构的影响。应用高细分步进电机及直线导轨驱动超声波工具头的纵向移动，并为联接提供压 力。提出了基于力学状态反馈的超声波精密联接流程，联接过程中，联接界面的聚合物软化后产生压力跳变，以该信号切断超 声波振动，实现了联接能量的自适应精确控制。应用虚拟仪器技术建立了控制系统，设计丫基于力学状态反馈的超声波精密联 接流程并进行了PMMA微器件的联接实验，对该方法的作用机制进行了分析，得到了对于该种材料及尺寸零件的最佳联接 参数。 关键词：力学状态；聚合物；超声波；精密联接 中图分类号：TB559 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460．2515 Ultrasonic precise bonding for micro device based on polymer mechanical behavior detection Sun Yibo ，Luo Yi ，Wang Xiaodong ，Zhang Miaomiao (J Key Laboratoryfor Precision and Non—traditional Machining Technology ofMinistry ofEducation， Dalian University of Technology，Dalian 116024，China； 2 Key Laboratoryfor Micro／Nano Technology andste,n ofLiaoning Province，Dalian 116024，China) Abstract：An ultrasonic precise bonding system was established for polymer micro devices．An ultrasonic~ansducer working at 60 kHz is used to provide high frequency and low amplitude vibration to reduce the damage to the micro devices．A linear guide driven by high resolution step motor is used to control the veaical movement of the ultrasonic horn and also provide the bonding pressure．An ultrasonic precise bonding method based on polymer mechanical state feedback is proposed．In this bonding process，when the ultrasonic v