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MEMS引信保险装置的制作及铸层结合强度研究

贾胜芳

   随着MEMS技术的发展和广泛应用,MEMS引信安全保险装置的发展非常迅速,在一些引信类型中必然将取代传统的机械式安全保险机构。对于高性能的引信,有效地控制体积是非常重要的。MEMS引信安全保险装置的出现解决了这一问题,它比传统引信保险装置小很多,使得常规引信有更多的空间容纳多传感器探测电路和主装药,提高了弹药的精确度和杀伤力。除此之外,MEMS引信安全保险装置还具有质量轻、成本低、强度好、可靠性高等诸多优点。 本文通过对现有的MEMS引信制作工艺进行分析,提出了一种新的基于UV-LIGA工艺的MEMS引信安全保险装置制作方法,这种方法组合了SU-8胶厚胶光刻工艺、微电铸工艺、无背板生长工艺和牺牲层工艺。利用这种方法本文直接在金属基底上制作了两类双层大位移可动结构。由于采用了UV-LIGA工艺和无背板生长工艺,缩短了加工周期,节约了成本。所制作的器件最小线宽达到了40μm,满足尺寸设计的要求。此外,器件在冲击脉冲20000g,持续时间150 u s的条件下进行了冲击试验,试验后保存完好,满足强度的要求。同时在制作过程中解决了SU-8胶胶模制作、微结构生长和铸层应力的控制、可动结构释放、牺牲层去除等相关问题。为这一类器件的制作提供了有用的工艺借鉴。 针对MEMS工艺过程中出现的微电铸铸层结合强度低的问题,本文分析了铸层的形成机理,讨论了铸层结合强度的影响因素。在对膜基结合力的测量方法进行分析比较后,选用划痕法对不同电流密度下铸层与基底的结合强度进行了测量,并对测量结果进行了分析,为提高铸层的结合强度打下基础。……   
[关键词]:MEMS引信保险机构;UV-LIGA工艺;微电铸;结合强度;划痕法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2010年