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微型电阻焊是一种重要的微连接技术,在微电子、MEMS和医疗器械制造领域得到了广泛应用.从微型电阻焊的原理和主要工艺参数出发,综述了这一技术近年来国内外的研究状况,重点总结了微型电阻焊接头形成机理、材料焊接性、焊接过程数值仿真和质量监控方法等方面的研究进展,最后指出了当前存在的问题及未来的研究方向.

关键词: 微型电阻焊 , 焊接机理 , 数值仿真 , 质量监控 , 可焊性

模具钢表面阵列微结构蚀刻工艺的实验研究

黄红光 , 郭钟宁 , 王冠 , 宋卿

腐蚀科学与防护技术

通过喷淋蚀刻实验研究了模具钢微细蚀刻加工时,工件掩膜间隙、蚀刻液喷淋压力和加工时间对蚀刻深度的影响.蚀刻深度随掩膜间隙的蚀刻尺寸、加工时间的增加而增大,随蚀刻液喷淋压力的增大呈先增大后减小趋势.这归因于掩膜间隙和蚀刻液喷淋压力的增大加快了蚀刻液的更新,使蚀刻反应充分并有利于反应杂质的排除.但是过大的喷淋压力减小了蚀刻液驻留时间,阻碍了蚀刻深度的增加.

关键词: 蚀刻深度 , 蚀刻压力 , 蚀刻间隙

对掩膜处理的模具钢进行喷淋微细蚀刻,观测表面微观结构,分析掩膜间隙尺寸、喷淋压力对侧蚀量的影响.实验表明,随着掩膜间隙尺寸的增大,侧蚀量增大,这是因为微结构凹坑内部蚀刻液的滞留和对O2阻碍作用,造成了不同部位蚀刻速率不同,发生侧蚀;喷淋压力增大也导致侧蚀量增加,因为较大压力下蚀刻液的侧向蚀除力大,侧向蚀除作用强,同时蚀刻液更新频率快,反应速率提高,侧蚀增大.在微细蚀刻加工中合理地选择掩膜间隙尺寸,控制加工时间和喷淋压力,可以较好地控制侧蚀,保证较高的加工尺寸精度.

关键词: 微细蚀刻 , 侧蚀 , 间隙尺寸 , 喷淋压力

化学微蚀刻法和微细电镀法制备微流控芯片金属模具工艺对比研究

郑文书 , 郭钟宁 , 罗红平 , 江树镇 , 莫远东

腐蚀科学与防护技术 doi:10.11903/1002.6495.2014.192

针对化学微蚀刻法和微细电镀法制备微流控芯片金属模具进行了工艺对比研究.采用激光共聚焦显微镜分别检测表征由这两种加工工艺制备所得的模具微结构特征,对其侧壁陡度、尺寸均匀性、粗糙度进行对比分析.结果表明,化学微蚀刻法制备的模具微结构的侧壁呈不规则弧形、尺寸均匀性差,表面粗糙度较大(Rs=3.58 μm).而微细电镀法制备的模具微结构的侧壁则呈规则的梯形、尺寸均匀性好,表面粗糙度较小(Ra=0.65μm).微细电镀法制备的微流控芯片金属模具综合效果比化学微蚀刻好.

关键词: 化学微蚀刻 , 微细电镀 , 侧壁陡度 , 微流控芯片模具

掩膜间隙和刻蚀温度对738模具钢侧蚀量的影响

黄红光 , 郭钟宁 , 王冠

腐蚀与防护

采用喷淋蚀刻工艺对738模具钢进行微细蚀刻加工,研究了蚀刻加工中掩膜间隙和蚀刻温度对侧蚀量的影响.通过单因素方差分析对因素水平进行显著性检验,采用OriginPro 8.0拟合测蚀量与掩膜间隙、蚀刻温度关系的方程.结果表明,掩膜间隙和蚀刻温度对侧蚀量有显著性影响;在30℃蚀刻时,侧蚀量随掩膜间隙的增大先快速增大后减小;在150 μm掩膜间隙下蚀刻,侧蚀量随蚀刻温度的增加而增加.

关键词: 738模具钢 , 掩膜间隙 , 蚀刻温度 , 侧蚀量

模具钢微细蚀刻的侧蚀研究及其工艺优化

黄红光 , 郭钟宁 , 王冠

表面技术

目的研究HNO3浓度、喷淋压力、掩膜间隙、加工时间对侧蚀量的影响规律.方法设计正交实验,测定蚀刻后的侧蚀量,采用极差分析、方差分析法对侧蚀量进行分析,通过验证性实验进行验证.结果侧蚀量随加工时间的延长以及喷淋压力、加工时间的增大而增大,随HNO3浓度的增大而减小.侧蚀量最小的工艺是:HNO3浓度为1.8 mol/L,喷淋压力为0.2 MPa,掩膜间隙为50 μm,蚀刻时间为2min.结论加工时间对侧蚀量有显著性影响,喷淋压力对侧蚀量影响较大,其次是掩膜间隙和HNO3浓度.验证性试验证明最优工艺方案可行.

关键词: 模具钢 , 微细蚀刻 , 侧蚀量 , 正交实验

基于声子晶体环形腔的可调声波分插滤波器

许振龙 , 吴福根 , 郭钟宁

人工晶体学报

设计了两个声子晶体线缺陷波导,通过环形谐振腔耦合,构造出声波分插滤波器,可以上传、下载高品质的声波导模.文中采用有限元方法分析声波在平台中的传播,结果表明,采用方柱体为散射体,谐振腔内腔平滑,可以增强谐振腔局域性;适当旋转耦合方柱体,可以增大透射率,当转角30°时透射率最大;利用环形腔体的旋转可以实现对谐振频率的精细调节.这些研究对声波器件的集成设计具有潜在应用.

关键词: 声子晶体 , 谐振腔 , 滤波器 , 波导

宇宙核钟

戴光曦 , 孙志虹

原子核物理评论 doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2001.03.006

以很长半衰期(42×109 a)的β- 衰变的187Re-187Os核对作为大尺度的宇宙核钟来量度宇宙的年纪, 是近代天文学与核物理学相结合的又一典范. 这种宇宙时钟是利用裸核187Re与它的衰变子体187Os同位素在共生矿中天然含量的比值来测定时间的. 利用187Re裸核的半衰期通过核物理计算可对中性187Re的半衰期进行修定.

关键词: 宇宙核钟 , 哈勃常数 , 退行速度 , 中性/裸核187Re , 同位素的天然含量 , 大爆炸