基于響應(yīng)曲面法的熱塑性聚合物激光透射連接的工藝研究與數(shù)值模擬.pdf

1、聚合物材料以其優(yōu)異的耐氧化、耐腐蝕、易成型、熔點(diǎn)低、導(dǎo)電率低、抗沖擊性、生物相容性等特點(diǎn)使其在MEMS器件制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。聚合物材料的MEMS器件正扮演著越來越重要的角色,聚合物材料代替玻璃和硅片微型系統(tǒng)的制造成為一種趨勢(shì),隨之而產(chǎn)生的聚合物微器件的連接(封裝)問題是當(dāng)前迫切需要解決的重要問題之一。激光透射連接技術(shù)以其快速、精確、非接觸、熱影響區(qū)小、可實(shí)現(xiàn)不同種聚合物材料或聚合物材料與金屬的連接等優(yōu)點(diǎn),特別適合解決這類微器件的連

2、接(封裝)問題。這種面向MEMS微器件的聚合物激光透射連接技術(shù)在理論和實(shí)際應(yīng)用中都具有重要的研究價(jià)值。
　　 本文采用響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法,結(jié)合數(shù)值模擬的方法對(duì)聚碳酸酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行了激光透射連接的系統(tǒng)研究。
　　 首先,通過對(duì)聚合物材料光學(xué)性能的研究,對(duì)不同厚度的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯材料透射率分析發(fā)現(xiàn)材料的厚度與激光能量的吸收率成正比,與透射率成反比；通過二維熱傳導(dǎo)基本理論對(duì)激光透射連接的熱傳導(dǎo)過程進(jìn)行分

3、析,發(fā)現(xiàn)激光透射連接材料透射層溶深與激光能量成正比例關(guān)系。論文對(duì)激光透射連接過程中激光能量與透射層材料和吸收層材料之間的相互影響關(guān)系的研究為下一步工藝試驗(yàn)研究提供了理論參考與指導(dǎo)。
　　 其次,采用響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,對(duì)透明聚碳酸酯和聚碳酸酯,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯以及聚碳酸酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行了激光透射連接研究,建立了連接過程的數(shù)學(xué)模型,通過對(duì)模型的分析,討論了其工藝參數(shù)對(duì)連接質(zhì)量的交互影響,并對(duì)工藝參