模内键合聚合物微流控芯片键合强度分析

利用分子动力学分析方法对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片模内键合过程进行模拟,研究聚合物界面分子的运动规律以及键合过程中界面结合能的变化规律,分析芯片键合强度的形成机制;利用拉伸测试法测试不同工艺环境下芯片的键合强度,分析工艺参数对键合强度的影响。研究结果表明:聚合物芯片键合强度的形成是界面分子扩散和吸附共同作用的结果。适当增加键合压力,可以显著提升键合强度,并缩短键合时间;键合温度和键合时间的提升,能够增加键合界面间分子的相互扩散,提高界面分子间的作用力,从而提高键合强度。键合温度达到聚合物材料的玻璃转化温度,键合压力能够增加键合界面的接触面积,并持续一定的键合时间,芯片可获得较高的键合强度。     

电子封装器件翘曲问题的数值分析

考虑玻璃态转变温度（tg）对材料性能的直接影响，运用三维有限元分析法分别对单芯封装器件及多芯封装器件由于热变形引起的翘曲问题进行了分析，同时着重探讨了封装器件中各种材料的尺寸变化对翘曲的影响．计算结果表明：在单芯封装中，基底与芯片厚度比和封装材料与芯片厚度比的变化对翘曲影响较大，基底与芯片面积比和粘结层与芯片高度比的变化对整体翘曲影响较小；在多芯封装中，随着芯片厚度的增加，整体翘曲减少，而粘结层的厚度对整体翘曲影响较小，基底尺寸影响较大．这一结果为进一步封装设计提供了理论依据．     

多芯片COB封装LED的基板温度分布

发光二极管(LED)的工作温度对其性能和寿命有很大影响,对于多芯片板上贴装(COB)的LED面光源,还存在基板温度分布不均匀的问题。基于一款多芯片COB封装LED的封装基板,用ANSYS仿真分析软件模拟其温度场,并证实了模拟的可靠性,探讨了基板表面和厚度方向的温度分布情况,对比了铝基板和铜基板的温度场。结果表明,多芯片COB封装LED的基板温度分布在芯片集中区存在很大的不均匀性,而基板边缘区温度则基本均匀,用铜基板代替铝基板,可以降低基板温度,且芯片集中区基板温度梯度也减小,铜基板整体的温度分布均匀性要好于铝基板。     

耐高温硅隔离压阻力敏芯片的研究

采用微型机械电子系统技术制作出了具有高精度、高频响特点的耐高温硅隔离压阻力敏芯片.根据压阻力敏芯片的版图设计结构,基于弹性薄板小扰度弯曲理论计算分析了压阻力敏芯片的结构尺寸和固有频率.采用静电键合工艺将压阻力敏芯片封装在硼硅玻璃环上,形成倒杯式弹性敏感单元,通过有限元仿真分析了玻璃环对压阻力敏芯片性能的影响.根据温度实验数据及计算结果,得到压阻力敏芯片各温度点的热零点漂移的绝对值均小于0.02%FS·℃-1,说明该压阻力敏芯片的准确度等级优于0.1%FS·℃-1,且零点稳定性好.     

基于PDMS的微流控芯片封装技术研究

提出一种优化的PDMS(聚二甲基硅氧烷)-PDMS键合技术,对PDMS基片与PDMS盖片使用不同的预聚物和固化剂配比进行键合.设置了按不同比例键合、氧气等离子体表面处理键合及涂覆液态PDMS键合这三种方法的对比实验,并将其应用于微流控芯片的封装测试.测试结果表明,不同比例键合后的芯片键合强度适宜,可重复利用,高效节能.键合参数:基片和盖片所用预聚体、固化剂质量比分别为10:1和15:1;盖片的固化温度75℃,固化时间40 min.     

Cu表面氧化规律及其对铜—陶瓷材料键合强度的影响

在用于电力半导体模块的新型封装材料ＣｕＡｌ２Ｏ３陶瓷直接键合基板中，Ｃｕ与Ａｌ２Ｏ３间形成的键合，是通过ＣｕＡｌＯ化学键，以Ｃｕ２Ｏ为中介形成的，其键合强度主要受ＣｕＣｕ２Ｏ之间的结合力限制．从而可以认为，铜箔表面的氧化层对键合强度起着极为重要的作用．为此，文中对Ｃｕ表面的氧化规律、氧化层厚度与时间和温度间的关系及其对ＤＣＢ板界面键合强度的影响进行了仔细的研究，获得了较理想的结果．     

埋氧层对SOI/玻璃键合的影响及其键合工艺的改进

运用阳极键合技术,对绝缘体上硅(SOI)/玻璃进行阳极键合实验,发现当埋氧层厚度超过500nm时,键合很难成功.分析了SOI埋氧层厚度对耗尽层电压降及键合静电力的影响,得出由于埋氧层的分压作用,耗尽层的压降减小,键合静电力减弱,导致键合失败.通过设计高压直流和高压脉冲两种输出方式的电源系统,提高氧负离子的迁移速率从而提高键合速度.从平板式阳极引一根探针电极到SOI器件层表面,使键合电压直接加在耗尽层上,避免埋氧层厚度对键合的影响,提高键合静电力.实验表明,通过改进的键合设备能实现不同氧化层厚度的SOI片与玻璃间的键合,该设备还适用于其他异质材料间的阳极键合.     

蛋白质分离玻璃微流控芯片的制作方法

对湿法刻蚀和键合两个芯片制作关键步骤进行了研究和优化. 首先比较了两种刻蚀配方的效果,并对刻蚀时间和刻蚀过程中的振荡方向等条件进行了考察,对键合预处理方法做了进一步改进. 通过对常温键合和高温键合方法比较,证明高温键合才能保证芯片的使用寿命. 最后将所制得的芯片成功地应用于非变性蛋白质的二维芯片电泳分离. 实验结果表明,通过对芯片制作方法的改进,不仅获得了良好的蛋白分离效果,而且芯片制作方法更为简便、成本低、制作成功率提高.      

矩形基板上LED芯片阵列热分析

分析偏心热源在矩形基板上热分布理论,利用局部模拟和理论论证的方法,获得m′×n′阵列中各芯片的质心温度一致的排布.利用这种排布方法,得出能求解芯片质心过余温度(CTEC)的简单关系式.同时,模拟了4×4,6×6阵列芯片的过余温度分布的情况.结果表明:m′×n′阵列中LED芯片以芯片间距(a/m′,b/n′)在尺寸为a×b的矩形基板上对称排布时,各芯片的CTEC都相同.     

微流控芯片激光诱导荧光光纤检测器的研制

用硅橡胶PDMS制作了一个微流控芯片,并用PDMS封接玻璃-PDMS芯片,芯片的键合成品率几乎达100%.采用光纤和光子计数器自行组装了一套结构简单、紧凑的微流控芯片激光诱导荧光光纤检测系统.以氩离子激光器为激发光源、浓度为5×10-6mol/L的罗丹明B为检测物质,对该系统的性能进行测试,发现荧光峰值明显,重复检测性好.     

具有拟人跨步的助步轮椅重心检测

具有拟人跨步的助步轮椅是一种基于仿生学的多功能电动助步轮椅.该轮椅在行走模式时,人和助步轮椅的合重心关系到轮椅步行时的稳定性,是助步轮椅步态控制的依据.提出一种具有拟人跨步的助步轮椅重心点检测系统,并对其进行数学建模,推导传感器的输出值和重心点的相互关系,设计具有双层结构的重心检测机构、重心检测系统信号处理电路和基于数字信号处理（digital signal processing,DSP）的数据采集系统.最后,对重心检测平台所测得的试验数据进行分析,得到整个系统的重复精度和系统误差,并对误差产生的原因进行分析.     

高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区的数学模拟

基于质量平衡和热量平衡理论,建立了高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区数学模型,系统研究了焦炉煤气喷吹量对回旋区焦炭质量流量、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气组成和回旋区形状的影响.研究表明:在维持高炉现有的基准操作不变的条件下,随着焦炉煤气喷吹量的增加,理论燃烧温度呈降低的趋势,而炉腹煤气量呈增加的趋势;为了维持理论燃烧温度和炉腹煤气量与基准操作一致,可通过降低风量和提高富氧率进行热补偿.热补偿后,随着焦炉煤气喷吹量的增加,焦炭质量流量呈上升趋势,炉腹煤气中还原气体积呈增加趋势,回旋区体积呈缩小趋势.每增加1 m3/s的焦炉煤气喷吹量,焦炭质量流量上升1.74%,炉腹煤气中还原气体积增加2.04%,...     

GaN（0001）表面吸附TiO2的DFT研究

建立了GaN(0001)2×2表面吸附模型,采用基于DFT动力学赝势方法,对TiO2分子的吸附进行了理论计算.研究了TiO2分子在GaN(0001)表面的吸附成键过程、成键方位及表面化学键特性.计算结果表明吸附过程经历了物理吸附、化学吸附与稳定态形成的过程,化学结合能达到7.184～7.423 eV.不同初始位置的TiO2分子吸附后,Ti在fcc或hcp位置,两个O原子分别与表面两个Ga原子成键,Ga—O化学键表现出共价键特征,O—O连线与GaN[11-20]方向平行,与实验观测(100)[001]TiO2//(0001)[11-20]GaN一致.     

利用CAE分析注塑工艺参数对薄壁塑件翘曲形变的影响

利用Moldflow软件,分别模拟分析了模温、熔体温度、保压压力和保压时间对聚丙烯(PP)薄壁塑件翘曲形变的影响。结果表明,总体上来说注塑件在中心处的翘曲量最小,而越靠近注塑件边缘则翘曲变形越大。模具温度从40℃提高到60℃,注塑件中心处的翘曲量变小,而注塑件边缘的翘曲量变化不大。熔体温度从230℃提高到250℃,注塑件的翘曲量减小,且对注塑件边缘的翘曲量影响较大。随保压压力提高,注塑件在总体上的翘曲量减小,而浇口区的翘曲量增加。保压时间过短时注塑件在总体上的翘曲量明显较大;保压时间过长则会引起浇口区的翘曲量变大。     

复合材料薄层板常温固化收缩及翘曲变形

研究了常温下树脂基复合材料层合板固化时的收缩以及翘曲变形,结果表明：薄层板各层不同的树脂含量是翘曲变形的主要因素;对称的铺层结构能有效的降低复合材料薄层板收缩与变形。采用有限元加以分析,有限元计算结果与实验结果相近,可以利用有限元的分析计算近似地预估变形。     

钴镁固溶体催化剂在混合导体透氧膜反应器中的应用

考察了CoO/MgO 固溶体催化剂在BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3−σ(BCFNO)透氧膜反应器内, 对焦炉煤气(coke oven gas, COG)中甲烷部分氧化重整(partial oxidation of methane, POM)的催化性能. 首先, 研究了CoO/MgO固溶体催化剂合成的工艺条件; 然后, 考察了焦炉煤气流量和空气流量对重整性能的影响, 并对比分析了NiO/MgO固溶体、CoO/MgO 固溶体催化剂和0.5%RuCoO/MgO 催化剂的重整性能. 实验结果表明, NiO/MgO 固溶体催化剂的重整性能优于CoO/MgO 固溶体催化剂. 但经Ru贵金属修饰后, CoO/MgO 固溶体催化剂的催化活性得到了很大提高.     

过程参数对熔丝成型产品结合颈的影响

熔丝成型(fused filament fabrication,FFF)是当今应用最广泛的增材制造技术之一.FFF产品相邻挤出材料丝之间的结合颈对其成型质量有重要影响,并随过程参数的改变而明显变化.针对不同过程参数对结合颈的影响进行了实验与理论研究.根据部分析因设计制备了不同过程参数下的FFF样件,利用扫描电子显微镜完成结合颈的实验研究,并建立了结合颈的理论模型.结果表明:过程参数对样件结合颈有一定的影响;适当降低打印速度或增加挤出温度、挤出宽度、打印层厚度及填充率,结合颈增大,但改善效果有限,理论模型准确可靠.     

某水箱盖注塑成型数值模拟

通过对某水箱盖注塑成型过程的分析,应用正交试验法研究了保压时间,保压压力,熔体温度,冷却时间,注射时间,模具温度等工艺条件,应用PRO/E软件建立了三维模型。用Moldflow/MPI软件对其进行模拟,得到不同参数对翘曲量的影响规律,确定了影响翘曲变形的最主要因素为保压时间,其次是熔体温度。此外,进行单变量分析,分别分析了保压压力、保压时间、熔体温度对变形量的影响。综合两项分析,得出一组使注塑件翘曲变形量最小的工艺参数。     

汽车塑料油底壳注塑成型数值模拟与结构优化研究

根据汽车油底壳的结构特征和复合材料结构设计原则对塑料油底壳进行三维造型,并基于Abaqus有限元分析软件对塑料油底壳的加强筋结构进行静力分析。结合塑料油底壳的实际应用情况优化出合理的加强筋结构;基于Moldflow软件,运用热流道顺序阀的方式对塑料油底壳进行注塑成型模拟;通过正交试验分析各顺序阀的开启时间、模具温度、熔体温度和注射压力对塑料油底壳边翘曲的影响;运用极差分析和方差分析对影响塑料油底壳边翘曲的各因素进行分析。结果表明,顺序阀2的开启时间对塑料油底壳的边翘曲影响最显著,模具温度次之,且其他因素对边翘曲也有一定的影响。