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模具铸层平整性及多样截面微结构制作方法

模具铸层平整性及多样截面微结构制作方法

作者：柯学大连理工大学

学位级别：硕士

微电铸技术是MEMS领域中的一种重要的微加工方法。微电铸技术在制作具有微细结构的金属模具或器件方面具有突出优势,广泛应用于电子信息、生化检测、光学工程和国防工业等领域。然而,目前基于微电铸的金属微模具制作技术仍存在很多亟待... 详细信息

微电铸技术是MEMS领域中的一种重要的微加工方法。微电铸技术在制作具有微细结构的金属模具或器件方面具有突出优势,广泛应用于电子信息、生化检测、光学工程和国防工业等领域。然而,目前基于微电铸的金属微模具制作技术仍存在很多亟待解决的问题,本文围绕其中的两个问题展开研究,分别是：(1)铸层弯曲变形和电铸瘤会造成金属模具表面不平整,影响微结构的复制精准性。(2)缺少多样化截面形状微结构金属模具的制作工艺。本文探讨了改善金属镍模具弯曲变形和消除电铸瘤的方法,并且对三种截面形状(三角形、矩形、拱门形)微结构镍模具的制作工艺进行研究。主要研究内容如下： 1.设计并搭建微电铸平台,为本文的研究提供了实验条件。对微电铸液组成成分和工艺参数进行了分析优化,使得电铸铸层的质量能满足微结构镍模具的基本使用要求。 2.在分析金属模具弯曲变形原因的基础上,讨论了电流参数对模具弯曲变形的影响。将脉冲电铸和直流电铸与不同大小的电流密度进行组合,根据铸层弯曲曲线的高度差和曲率半径来评价铸层弯曲变形程度,从而获得最佳的电流参数组合。 3.分析电铸瘤的产生原因,提出了设置阴极屏蔽结构来消除电铸瘤的方法。利用ANSYS有限元分析软件仿真了电流密度在阴极表面的分布情况,找出最优化的屏蔽结构高度。并且通过实际电铸实验对仿真结果加以验证。 4.采用优化后的微电铸工艺与体硅工艺相结合,分别制作出三角形、矩形、拱门形截面形状微结构的镍模具。丰富了多样化截面形状微结构金属模具的制作工艺路线。实验结果表明,采用小电流密度脉冲电铸,在测量长度为2cm的条件下,铸层表面的高度差为10μm,可以有效地改善模具铸层弯曲变形。采用设置阴极屏蔽结构的方法,在屏蔽结构高度为2.4cm的条件下,消除了铸层边缘的电铸瘤。制作的多样化截面形状微结构镍模具,表面平整光亮,弯曲变形程度小,可应用于热压或注塑等聚合物微结构复制的工艺中。

关键词：微电铸镍模具平整性弯曲变形电铸瘤多样化截面

同方学位论文库评论

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钢琴琴键排列平整性的测量

电子技术应用 2000年第1期26卷 35-37页

作者：陈兴梧刘鸣陈本智方清莉天津大学精仪学院 300072

介绍一种非接触扫描法测量钢琴琴键平整性的方法，讨论了建立测量基准的两种方法以及测量系统的基本组成。

关键词：平整性测量激光模拟传感器钢琴琴键排列

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CdTe清洁表面的微观平整性研究

热加工工艺 2016年第8期45卷 183-186页

作者：任洁傅莉白雪垠西北工业大学材料学院陕西西安710072

采用氩离子刻蚀加退火获得了CdTe(111)A清洁表面。分析了角分辨光电子能谱和反射式高能电子衍射花样。结果表明:晶面经清洁处理后出现了局域台阶,而刻蚀力度局部的差别造成宏观不平整。另外,表面没有明显的三维凸起等不平整的原子结构,... 详细信息

采用氩离子刻蚀加退火获得了CdTe(111)A清洁表面。分析了角分辨光电子能谱和反射式高能电子衍射花样。结果表明:晶面经清洁处理后出现了局域台阶,而刻蚀力度局部的差别造成宏观不平整。另外,表面没有明显的三维凸起等不平整的原子结构,在二维尺度上平整有序。

关键词：氩离子刻蚀局域台阶原子有序性平整性

圆锯片适张应力分布状况及锯片平整性量化分析方法的研究

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木材工业 1995年第5期9卷 13-16页

作者：习宝田撒潮北京林业大学

本文重点论述了用锯片端面圆跳动和其在特定加载条件下的刚度作为评价锯片平整性和适张应力分布状况量化指标的理论依据及为此研制开发的以８０３１单片机为核心的检测系统。应用该方法及检测系统对多种木工圆锯片和大型金刚石锯片所做... 详细信息

本文重点论述了用锯片端面圆跳动和其在特定加载条件下的刚度作为评价锯片平整性和适张应力分布状况量化指标的理论依据及为此研制开发的以８０３１单片机为核心的检测系统。应用该方法及检测系统对多种木工圆锯片和大型金刚石锯片所做的实测结果表明，该方法及检测系统应用于工业现场是切实可行的。

关键词：圆锯片适张应力平整性检测系统木工设备

蓝宝石衬底抛光过程磨粒轨迹与加工平整性研究

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蓝宝石衬底抛光过程磨粒轨迹与加工平整性研究

作者：李明昆明理工大学

学位级别：硕士

蓝宝石单晶具有优良的光学、力学、化学和电性能,其硬度高、强度高、耐高温、光透性好的特点,使其在光电子、通讯、国防等领域有着越来越广泛的应用。正因为蓝宝石具有稳定的化学性能和物理力学性能,这就大大增加了蓝宝石材料的加工难... 详细信息

蓝宝石单晶具有优良的光学、力学、化学和电性能,其硬度高、强度高、耐高温、光透性好的特点,使其在光电子、通讯、国防等领域有着越来越广泛的应用。正因为蓝宝石具有稳定的化学性能和物理力学性能,这就大大增加了蓝宝石材料的加工难度。随着光学和微电子学及其相关技术的发展,不但要求高的加工效率,而且需要高的表面精度和低的表面及亚表面损伤,所以蓝宝石晶片的加工技术面临巨大挑战。作为典型的硬脆材料,蓝宝石的加工工艺还不成熟。由于蓝宝石在航空航天、深空探索等军事领域有着特殊的用途,因此,单晶蓝宝石的加工技术在西方极其保密。为实现单晶蓝宝石高效、高精度、高质量的平坦化加工,研磨抛光技术应运而生。研磨主要是通过磨粒的微切削去除晶片表面的微凸起部分,保证晶片的平面度;抛光主要是为了降低晶片的表面粗糙度,使加工表面镜面化,并且降低晶片表面与亚表面损伤。由于研磨抛光是一个系统工程,它需要一个高稳定性的工艺条件,其材料去除机理、材料非均匀性形成机制还不够完善,通过试验方法研究研磨抛光过程,往往受到试验条件的影响和试验成本限制,因而将试验与仿真方法相结合成为研究研磨抛光机理及优化加工工艺的一种有效手段。本文首先建立了工件与抛光盘之间的相对运动模型,运用“运动学原理”及“坐标变换”得出磨粒运动轨迹方程,推导了运动轨迹长度公式和轨迹曲线曲率公式。利用MATLAB软件分析模拟研磨抛光过程中转速比、偏心距、磨粒向径、初始角度对磨粒运动轨迹形态及轨迹曲线曲率的影响。在此基础上,本文通过“变异系数”来分析轨迹长度非均匀性、速度非均匀性、压力分布非均匀性,并利用“微积分”方法得出工件均匀磨损方程。为满足工件均匀磨损的条件,分别分析了抛光盘转速、工件转速、偏心距、磨粒向径对磨损因子的影响。为探索研磨抛光过程中工件接触处的应力变化情况,本文将利用商用有限元软件Abaqus建立工件、抛光盘、抛光垫、保持环之间相互接触的三维模型,仿真分析了下压力、抛光垫厚度、抛光垫弹性模量、抛光垫泊松比、工件与抛光垫之间摩擦系数对接触应力分布及应力分布非均匀性的影响规律。在上述理论与仿真模拟的基础上,本文将对蓝宝石衬底片进行抛光实验研究。通过单因素实验法研究不同压力、上下盘转速、抛光垫等工艺参数对蓝宝石衬底片化学机械抛光材料去除速率和表面粗糙度的影响。通过理论、仿真、实验来改善蓝宝石研磨抛光加工工艺,这为理解研磨抛光加工机理与研磨抛光机的设计提供理论指导。

关键词：磨粒运动轨迹轨迹曲线曲率变异系数非均匀性平整性表面粗糙度