pL级超微量封胶关键技术及其实验研究

发布时间：2022-02-28 21:44

　　封胶技术广泛应用在微装配工程中,近些年随着微机电系统（MEMS）、微纳米制造、微电子封装等领域的迅猛发展,对封胶技术提出了更高的要求,研究pL级超微量封胶关键技术具有重要的意义。pL级超微量封胶方法和工艺是封胶的关键技术,论文研究了pL级转印式超微量封孔方法和时间压力式超微量胶接密封方法,分析了超微量胶滴的分配机理、铺展特性以及封胶过程的动态特性;建立了封胶过程的微流体动力学模型,通过仿真分析了点胶针尖端直径、微孔直径、胶液粘度、返回速度、插入深度、点胶管进给压力、点胶管管径参数等对封胶性能的影响;研究了封胶过程中微气泡产生的机理,解释了封胶过程中气体薄层压力的变化规律;讨论了微米级、亚微米级微孔尺寸下的封孔工艺和胶接工艺;针对狭小空间内的封胶难点问题,设计一体化的pL级转印式超微量点胶笔;在以上研究基础上,搭建了实验平台,验证了提出的封胶方法和工艺的可行性。大量的实验和研究结果表明:pL级转印式超微量封孔方法可实现狭小空间内的微孔密封,当孔径小于10μm时,通过覆盖式实现微孔的密封,在孔径约为5μm时表面胶斑直径最小可至24μm,封胶量约4pL;当孔径大于10μm时,通过插入式实现微... 

【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及来源
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 接触式点胶技术
        1.2.2 非接触式点胶技术
    1.3 本文研究内容
    1.4 本章小结
第二章 pL级封胶方法及影响因素
    2.1 引言
    2.2 超微量液滴分配机理及影响因素
        2.2.1 液滴分配机理
        2.2.2 影响因素
    2.3 胶液的流变特性分析
        2.3.1 牛顿流体流变特性
        2.3.2 非牛顿流体流变特性
    2.4 胶滴的铺展与数学描述
        2.4.1 胶滴的几何形貌
        2.4.2 胶滴配置模型的估算
    2.5 封胶动态分析
        2.5.1 撞击过程中的非稳态
        2.5.2 碰撞过程中微气泡的产生
    2.6 封胶方法
        2.6.1 微孔的密封
        2.6.2 微部件的胶接
        2.6.3 影响封胶性能的因素
    2.7 本章小结
第三章 封胶过程微流体动力学模型的建立
    3.1 引言
    3.2 关于计算流体力学(CFD)
        3.2.1 计算流体力学的发展
        3.2.2 VOF方法
        3.2.3 表面张力模型和壁面黏附模型
    3.3 封胶过程动态仿真模型建立
        3.3.1 控制方程
        3.3.2 仿真模型网格划分和初始化
    3.4 本章小结
第四章 pL级超微量封胶性能的数值模拟
    4.1 碰撞过程中微气泡生成的机理
        4.1.1 微气泡的生成
        4.1.2 胶滴近壁面时的压力场分析
        4.1.3 优化措施
    4.2 覆盖式封胶对封孔性能的影响
        4.2.1 封胶过程的动态模拟
        4.2.2 点胶针尖端直径的影响
        4.2.3 微孔直径的影响
        4.2.4 胶液粘度的影响
        4.2.5 返回速度的影响
        4.2.6 停留时间的影响
    4.3 插入式封胶对封孔性能的影响
        4.3.1 动态模拟过程
        4.3.2 插入深度的影响
        4.3.3 离开速度的影响
    4.4 时间压力式封胶对微部件胶接性能的影响
        4.4.1 进给压力的影响
        4.4.2 装配间隙的影响
        4.4.3 胶液粘度的影响
        4.4.4 点胶管管径的影响
    4.5 本章小结
第五章 pL级超微量封胶的实验研究
    5.1 pL级超微量点胶笔的设计
    5.2 关键部件的制备
        5.2.1 点胶针的制备
        5.2.2 储液微管的制备
    5.3 微封胶实验平台系统的搭建
        5.3.1 实验原理与装置
        5.3.2 实验方法
    5.4 封胶效果的检测
    5.5 实验研究
        5.5.1 胶斑大小一致性实验
        5.5.2 常压环境下封孔实验
        5.5.3 高压环境下封孔实验
        5.5.4 微部件的胶接实验
    5.6 实验结果分析
    5.7 本章小结
总结和展望
    工作总结
    主要创新点
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]压电驱动液压放大式喷射系统[J]. 顾守东,杨志刚,江海,刘建芳,路崧,柳沁.  光学精密工程. 2015(06)
[2]压电喷射点胶系统PID闭环控制仿真分析[J]. 付云博,李新波,刘国君,刘建芳,石要武.  系统仿真学报. 2015(05)
[3]气动式微滴喷射过程仿真与尺寸均匀性试验研究[J]. 肖渊,黄亚超.  中国机械工程. 2014(21)
[4]高性能LED封装点胶中流体运动与胶液喷射研究[J]. 彭先安,单修洋,沈平,李涵雄.  电子与封装. 2014(08)
[5]螺杆式点胶阀三维流场特性分析[J]. 单丽君,原野.  大连交通大学学报. 2014(03)
[6]流体在固体表面超铺展特性的研究进展[J]. 朱君悦,段远源,王晓东,闵琪.  化工学报. 2014(03)
[7]压电气体混合驱动式喷射点胶阀的设计与实验[J]. 焦晓阳,刘建芳,丁宁宁,路崧.  哈尔滨工程大学学报. 2013(11)
[8]超微量点胶方法与实验[J]. 张勤,徐策,徐晨影,青山尚之.  光学精密工程. 2013(08)
[9]液滴撞击壁面气泡的产生及运动研究[J]. 宋云超,宁智,孙春华,吕明,阎凯,付娟.  机械工程学报. 2014(02)
[10]微量液体自动分配技术研究综述[J]. 姚玉峰,路士州,刘亚欣,孙立宁.  机械工程学报. 2013(14)

硕士论文
[1]喷射式精密点胶阀的设计及分析[D]. 吴凯亮.哈尔滨工业大学 2012
[2]高粘性微量液滴非接触式分配技术研究[D]. 孙慧.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3645628