MEMS器件工艺特性及其性能测试的研究

发布时间：2017-07-03 09:25

  本文关键词：MEMS器件工艺特性及其性能测试的研究

  更多相关文章： 微细电火花技术 正交试验 反拷法 放电通道

【摘要】：本文在把握微细电火花技术的国内外发展的现状基础上，对微细电火花技术做了深入的研究，就微细电火花的加工原理，在阐述其放电蚀除过程的同时，对复杂的放电过程进行了分析，对放电能量的转换进行了图示总结，并且研究了加工后工件的表面质量和电参数影响的关系，利用窄脉宽放电实验方法把表面质量可能的结果进行了分类研究，对表面凹坑的形成原因和形成的大小进行了研究，，采用ANSYS有限元仿真软件进行建模仿真，模拟加工过程的温度场，并对仿真结果进行图像处理，可以看到不同时刻的温度变化和最终凹坑形成的大小，利用公式对其进行修正，得到凹坑的变化趋势，验证放电参数对表面质量的影响规律。 课题针对这项技术的加工工艺特性做了深入研究，优化设置多目标参数，采用的是科学的正交试验方法，对各种参数对加工过程的变化规律进行总结，通过打孔的实验得到了加工效率和电极损耗下的优化参数，对粗加工和精加工的参数优化有很大的指导作用。在加工0.1mm以下的微细结构时，用到了精加工的参数优化设置，经过两次实验得到了很好的实验效果，为加工此类微细的结构提供了有力的参考，并尝试了自己设计的隔爆板和微齿轮的加工，根据不同的材料，选择参数的组合，经过多次的实验，成功的加工出符合设计要求的隔爆板和微齿轮，总结出了加工工艺，为以后复杂零件的加工提供一个参考。对于极微细的结构，需要相应微细的电极，本文通过比较众多的在线制作微细电极的方法，选用了块电极反拷法进行了加工，制备出了直径在0.1mm、0.08mm、0.05mm的不同电极，利用加工出的电极进行了打孔实验和窄槽的加工，并制作出了直径约为0.012mm的电极，长径比在1:30以上，为制作精细的三维结构奠定一些基础。
【关键词】：微细电火花技术 正交试验 反拷法 放电通道
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG661;TH-39
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 引言11-13
• 1.2 微细加工技术的现状及其发展趋势13-14
• 1.3 微细电火花加工机理的综述14-20
• 1.3.1 微细电火花放电通道的概述15-16
• 1.3.2 微细电火花蚀除过程的概述16-17
• 1.3.3 微细电火花放电通道中能量的概述17-18
• 1.3.4 微细电火花表面质量的综述18-20
• 1.4 制作微细电极的方法概述20-22
• 1.4.1 单脉冲放电制作微细电极20
• 1.4.2 线电极磨削法( WEDG)制作微细电极20-22
• 1.4.3 电解法制作微细电极22
• 1.5 课题的提出和课题的来源22-23
• 1.6 课题主要的研究内容23-25
• 第二章 微细电火花实验分析与研究25-40
• 2.1 微细电火花实验机理的分析25-26
• 2.2 微细电火花加工的蚀除过程26
• 2.3 微细电火花加工放电通道的研究26-31
• 2.3.1 放电通道的形成27
• 2.3.2 放电通道的特性27-31
• 2.4 放电通道的能量分析31-32
• 2.5 实验加工参数与表面质量的研究32-39
• 2.5.1 实验后的表面凹坑分析33-34
• 2.5.2 电参数对微细电火花表面质量的影响34-36
• 2.5.3 对表面凹坑的仿真分析36-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第三章 微细电火花加工工艺的研究40-52
• 3.1 工艺参数的优化的方法40-41
• 3.1.1 微细电火花数控设备40-41
• 3.1.2 试验的设计41
• 3.2 各放电参数对加工时间的影响41-46
• 3.3 各放电参数对电极损耗的影响46-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 基于工艺参数优化的微小件的加工52-59
• 4.1 微齿轮的概述52
• 4.2 对微齿轮的加工分析52-55
• 4.3 对隔爆板的概述55
• 4.4 对隔爆板的加工分析55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 微细电极制备的研究59-67
• 5.1 制备微细电极方法的总结59-60
• 5.2 本次制备微细电极的试验60-66
• 5.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士期间发表的学术论文73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张威,张大成,王阳元;MEMS概况及发展趋势[J];微纳电子技术;2002年01期

2 徐永青;杨拥军;;硅MEMS器件加工技术及展望[J];微纳电子技术;2010年07期

3 于云霞;微细电火花加工技术的最新进展及应用实例[J];电加工与模具;2003年04期

4 唐勇军,胡富强,王振龙,赵万生;微细电火花加工技术的最新进展[J];电加工与模具;2005年S1期

5 崔景芝;王振龙;;放电通道的微观模拟及其物理性能研究[J];电加工与模具;2007年01期

6 张兴,郝一龙,李志宏,王阳元;跨世纪的新技术——微机电系统(MEMS)[J];电子科技导报;1999年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 崔景芝;微细电火花加工的基本规律及其仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

  本文关键词：MEMS器件工艺特性及其性能测试的研究

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本文编号：513162