压力传感器芯片激光微加工的技术应用研究.pdf

压力传感器芯片激光微加工的技术研究Research pressure sensor chip laser micromachining学科专业:光学工程研究生:王哲指导教师:刘铁根教授企业导师:张桂华教授级高工天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日中文摘要凭借独一无二、无与伦比的特性,激光切割技术被普遍地运用于很多领域,其中高精密激光切割在越来越多的领域中发挥着重要的作用,其发展前景越来越广阔。相对于其它的加工技术,激光微加工拥有很多特点,如加工的成本小,对环境的破坏小,不仅加工的方法多变,使用起来方便,而且精度极高,同时不会产生机械应力。正因如此,它被普遍地运用于很多领域,如航空航天和电子、精密机械制造等。而且加工精度已从微米提升至纳米级。本文结合激光加工的基本原理,对激光器进行分类,论述了不同激光器在激光微加工的应用。本文采用ansys有限元瞬间温度场的数值模拟方法,对研究对象用简化的几何模型代替,接着进行单元分配、网格划分、施加载荷,然后再利用ANSYS软件对激光切割压力传感器芯片采用多场求解器的方法进行耦合分析。分别根据激光光源波长的不同,对压力传感器芯片在激光切割时的不同的温度场分布情况进行了研究。对激光切割的过程利用ANSYS软件进行了模拟,这样可以方便我们更多了解激光切割时工件不同部分的温度分布情况以及激光切割激光光源的合理选择。讨论了波长对材料的影响,并以仿真模型为指导,进行实际实验。本课题的实验最终采用本文以大族激光355nm波长的紫外激光打标机为加工设备在复合芯片上进行切割实验。研究分析了激光焦点、激光功率和激光切割的速度,同时也研究了激光切割质量受不一样的辅助气体的影响情况。并且对压力传感器芯片切割得到较高的加工工艺。关键词:压力传感器芯片激光微加工紫外激光ansys有限元分析ABSTRACTTheLaser cutting technology is generally employed for its high-precision laser cutting also plays an important role in most fields and has a broad developmentprospects. Laser micromachining has no mechanical stress, high precision, easy to use, processing flexibility, low cost, less pollution, etc., in many fields of aerospace, electronics, precision machinery and other fields has been widely used. And to enhance the machining precision from micron to nano-scale. In this paper, the basic principle of laser processing, the laser classify different lasers discussed in laser micromachining this paper,the finite elementnumerical simulationansysinstantaneoustemperature fieldofstudyinstead ofusinga simplifiedgeometric model, followed by unit allocation, meshing, applied load,