国家科技支撑计划(2006BAF04B13)
- 作品数：18 被引量：149H指数：8
- 相关作者：刘冲杜立群王敏杰于同敏徐斌更多>>
- 相关机构：大连理工大学唐山学院中国人民解放军军事交通学院更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺化学工程机械工程电子电信更多>>
- 微电铸中电流-流体耦合的数值分析及实验被引量：5
- 2009年
- 研究了LIGA/UV-LIGA的核心技术微电铸的内在规律,对影响铸层生长的阴极电流密度和流体流场进行了数值分析。以微流控芯片微模具上的十字电铸层为研究对象,建立了微电铸的数学模型。给出了描述微电铸体系电流密度和流体流场的偏微分方程,运用有限元法对微电铸体系进行三维数值仿真,得到了电流密度分布和流体流场分布的数值结果。选择十字铸层上的测量点,由该点处电流密度和流体流速仿真数据计算出微电铸4 h的铸层生长高度仿真值,并与相同工艺条件下的微电铸实验铸层生长高度进行对比。结果显示,对应各测量点微电铸生长高度仿真值和实验值的变化趋势接近,绝对偏差小,最大绝对偏差为4.437μm,最小绝对偏差为0.264μm。实验表明这种数值仿真方法适用于微电铸工艺设计的辅助分析,可缩短微电铸工艺的开发周期。
- 邵力耕杜立群刘冲王立鼎
- 关键词：微电铸阴极电流密度流体
- 不同口模直径下聚合物熔体流变特性试验研究被引量：10
- 2010年
- 采用双料筒毛细管流变仪,研究了口模直径从1.5 mm减小到0.5 mm时聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)4种聚合物熔体的流变特性,并讨论了在口模直径为0.5 mm条件下温度对熔体剪切粘度、温度和剪切速率对熔体非牛顿指数的影响.试验结果表明,在剪切速率102～104s-1,4种聚合物熔体的剪切粘度均随剪切速率的提高而减小.PS和PMMA熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而增大,PP和HDPE熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而减小.随着剪切速率的提高,不同口模直径下熔体剪切粘度的差异逐渐缩小.在口模直径为0.5 mm的条件下,4种聚合物熔体的剪切粘度对温度的依赖性符合Arrhenius方程;熔体的非牛顿指数随着温度的升高而增大,随着剪切速率的提高而减小.
- 王敏杰孙秀伟刘莹
- 关键词：聚合物熔体毛细管流变仪流变特性非牛顿指数
- 一种三维金属微型腔的组合加工方法被引量：5
- 2010年
- 为了制作局部为三维结构的金属模具微型腔,实验研究了一种组合加工新工艺,即先用紫外线光刻和电铸成形(准LIGA)技术在模具基底上制作二维金属微型腔,再用微细电火花成形加工(EDM)技术对微型腔的局部进行修形,得到局部为三维结构的微型腔,电火花修形的位置根据微型腔结构的设计要求而定.以制作聚合物微流控芯片用的金属模具为试件,以微细电火花成形加工中影响工件表面粗糙度的因素分析为理论指导,应用该方法制作了局部侧壁倾斜的三维微型腔.根据测量结果,两边侧壁与水平方向的夹角分别为49.6°和46.4°,倾斜侧壁的表面粗糙度Ra为0.391μm.
- 刘冲刘文涛杜立群莫顺培
- 关键词：微细电火花加工表面粗糙度
- 聚合物微纳结构热压机的温度控制策略研究
- 2008年
- 设计实现性能良好的温度控制是聚合物微纳热压工艺探索及高质量热压加工的必要条件。对热压机温控系统进行了建模分析;将飞升曲线法和最小二乘法相结合,对系统进行了辨识;针对系统模型参数的不确定性,设计并实现了基于系统辨识整定控制参数的PID(比例-积分-微分)控制器。实验证明,此控制器超调量0.5℃、系统稳态误差±0.2℃,并且有良好的适应性,满足微纳热压工艺要求。
- 刘冲彭佳李经民刘军山
- 关键词：热压温度控制系统辨识PID控制器
- 细胞皿微型塑件注射成型工艺被引量：6
- 2010年
- 微尺度聚合物熔体充模流动过程较复杂,涉及影响因素较多,针对微尺度聚合物熔体的充模流动特点,以细胞皿塑件为研究对象,采用变模温、抽真空排气及微细电火花加工技术,设计制造了微注塑模具。基于Taguchi实验设计方法,以高密度聚乙烯(HDPE)和聚甲醛(POM)两种材料研究了工艺参数及其交互作用对微塑件成型质量的影响规律。实验结果表明,对于HDPE材料,模具温度对填充率的影响最大,保压压力次之,熔体温度和保压时间影响相对较小;对于POM材料,熔体温度对填充率的影响最大,保压压力次之,模具温度和保压时间影响相对较小。
- 徐斌王敏杰于同敏徐华
- 关键词：微注塑成型正交实验
- 后烘温度对SU-8光刻胶热溶胀性及内应力的影响被引量：11
- 2008年
- SU-8光刻胶层内应力会使胶体结构开裂变形,而其在电铸液中的热溶胀效应则是造成微电铸结构线宽减小的主要因素,SU-8胶的内应力和溶胀性还严重地影响所制作图形的深宽比和尺寸精确性。本文研究了不同后烘温度下SU-8胶在电铸液中的热溶胀性及胶层的内应力,在其他工艺参数相同的情况下,测量了SU-8胶微通道线宽随溶胀时间的变化。溶胀实验结果表明,后烘温度越低,SU-8胶的溶胀变形越大,且热溶胀现象主要发生在前30 min;其后,溶胀速率逐渐减缓而趋于稳定。在对SU-8胶后烘后,利用基片曲率法测量了胶层内应力的大小。实验数据表明,采用较低的后烘温度可以降低SU-8胶层的内应力。因此,在工艺过程中,应该综合考虑热溶胀性及胶层内应力的影响,根据实际加工器件的要求适当选取后烘工艺参数。
- 杜立群朱神渺喻立川
- 关键词：SU-8光刻胶微电铸内应力
- 微注塑成形中熔体充模流动分析及其数值模拟被引量：34
- 2008年
- 借鉴宏观熔体的流变学理论和建模技术,针对微尺度流道中的聚合物熔体流动特性,采用模型修正方法,建立反映微小通道中熔体流动特性的理论模型。同时,应用数值模拟方法,研究微尺度粘度、壁面滑移和熔体与模具间的表面传热系数对微小熔体流动的影响关系,并与相关试验数据进行比较。结果表明,微流道中的熔体粘度明显小于传统理论下的粘度值,且与微流道的特征尺寸成正比。随微流道特征尺寸减小,滑移系数也明显减小,壁面滑移速度则增大。考虑局部表面传热系数时微流道中的熔体温度分布具有尺寸效应。微尺度流道中的熔体流动行为与宏观熔体有许多不同。
- 庄俭于同敏王敏杰
- 关键词：充模流动数值模拟
- 模糊神经网络在SU-8胶内应力研究中的应用被引量：2
- 2007年
- 以薄膜内应力为指标,对SU-8负性光刻胶的工艺参数进行了优化.根据基片曲率法的原理,通过三因素三水平的正交实验,测量了9组不同工艺条件下SU-8胶层内应力的大小.引入模糊神经网络,对影响SU-8胶内应力的工艺参数进行了优化仿真研究.以正交实验数据为样本,对模糊神经网络进行训练,建立了SU-8胶内应力的大小与前烘温度、曝光剂量和后烘温度3个主要参数之间的预测模型.同时对网络预测结果进行了实验验证,两者结果基本吻合.利用网络优化结果,有效地降低了胶层内应力.
- 朱神渺杜立群刘冲喻立川王治宏
- 关键词：SU-8胶内应力正交实验BP神经网络
- PZT压电薄膜无阀微泵被引量：8
- 2008年
- 介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜。本文在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了数值和实验研究。建立了基于扩张管/收缩管理论的无阀微泵的有限元模型。利用MFX-AN-SYS/CFX技术实现了对微泵的双向流固耦合分析。对微泵的锥形角、最小宽度、扩散管长度、泵腔高度进行数值计算,得到了优化参数。数值计算的结果与实际测量的数据进行了比较,验证了仿真的正确性。
- 高晓光杜立群吕岩
- 关键词：微泵流固耦合
- 微沟槽结构注塑成形的充型过程计算方法被引量：4
- 2010年
- 微注塑成形制造方法适合于热塑性材料微小型器件大批量加工,对微注塑关键步骤——充型进行分析计算,有助于微注塑工艺参数和模具结构优化。目前研究表明,微尺度聚合物熔体流动与常规流动存在显著差异,采用常规尺度流动计算分析工具会带来较大偏差。本文以开源计算代码OpenFOAM为基础,综合由实验获得的熔体表面特性规律和粘度变化规律等,采用面向对象编程方法构建了熔体填充微结构型腔流动过程的计算模块,以微流体器件中的典型微结构——微沟槽注塑充型过程为例进行数值模拟,分析了表面力和粘度作用对其注塑充型填充率的影响。
- 刘志伟刘冲徐征杨铎刘军山
- 关键词：非牛顿流体数值模拟
