微納機構(gòu)粘著接觸分析及防粘附研究.pdf

1、本文用數(shù)值模擬的方法研究了微納機構(gòu)粘著接觸及基于熱應力的粘附修復技術(shù),為微納米器件的設計提供參考。
　　 首先,介紹了粘著接觸的研究方法:分子動力學方法、連續(xù)介質(zhì)的研究方法、Hamaker微觀連續(xù)介質(zhì)理論方法和有限元方法。在傳統(tǒng)有限元接觸模型的基礎上加入表面力邊界條件,得到粘著接觸有限元模型。
　　 其次,結(jié)合連續(xù)介質(zhì)理論方法,建立了粘著接觸物理模型并利用ANSYS軟件建立粘著接觸有限元模型。對比彈性粘著接觸模型與EMD

2、模型,二者粘附力與彈性壓縮量關(guān)系曲線趨勢較為一致,證明了彈性粘著接觸有限元模型的可行性。將Au和Si兩種材料的彈塑性粘著接觸模型與KE模型進行對比分析,發(fā)現(xiàn)有限元模型與KE模型的無量綱接觸半徑與無量綱壓縮量及無量綱接觸力與無量綱壓縮量曲線趨勢較為一致,證明了彈塑性粘著接觸有限元模型的可行性。對比分析了接觸球半徑分別為600nm和300nm時的無量綱接觸半徑與無量綱壓縮量及無量綱接觸力與無量綱壓縮量間的關(guān)系,表明:半徑較小的接觸球需要較小

3、的分離力,更不容易發(fā)生粘附。分析了塑性參數(shù)分別為0.1.839和2.9時的無量綱接觸半徑與無量綱壓縮量及無量綱接觸力與無量綱壓縮量間的關(guān)系,表明:塑性參數(shù)值越大,粘著接觸時,更易由于塑性分離而發(fā)生材料轉(zhuǎn)移。
　　 再次,對目前常用的防粘附方法進行了系統(tǒng)的歸納總結(jié)。釋放粘附通過CO2超臨界干燥方法和無水HF氣相刻蝕技術(shù)得到了很好的控制,工作粘附的控制可以通過防止微納機構(gòu)間物理接觸或減小粘附力來實現(xiàn)。接著介紹了幾種微納米器件粘附后的