Direct Bonding of Small Parts by Means of Ultraprecision Microgrooving Technology

利用超精密微槽技术直接粘合小零件

基本信息

  • 批准号:
    11555042
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The study proposes a new method of bonding two small parts without the use of any adhesive by making use of ultraprecision V-shaped microgrooves on the surfaces of each part. These V-shaped microgrooves allow small parts to be bonded together with high positioning accuracy due to a wedge effect and an adhesion phenomenon between the mating surfaces. Ultraprecision V-shaped microgrooves are created by using an ultraprecision machining center having 1 nm positioning resolution and a diamond milling cutter. The study is summarized as follows :1. It is found that the bonding strength in general increases with decreasing wedge angle. The effect of the wedge length on bonding strength though varies with the wedge angle where the strength increases with increasing length for wedge angles greater than 8 degrees but increases with decreasing length for wedge angles less than 8 degrees.2. These V-shaped microgrooves, whose depth and angle are 20 μm and 13.5 degree respectively, allow small parts to be tightly bonded together with high positioning accuracy due to a wedge effect and an adhesion phenomenon between two mating surfaces.3. Small parts of 4 mm * 4 mm * 4 mm that have V-shaped microgrooves in two direction could be tightly bonded with 0.380 μm positioning accuracy.4. The new method has a possibility to bond different materials each other. Two small parts with V-shaped microgrooves that are made of oxygen-free copper and aluminum are subjected to bonding test. As a result, the proposed bonding method is found to be effective to connect small parts accurately.5. It is experimentally found that the microgrooving technology is also applicable to manufacture various Fresnel lenses and optical elements.
该研究提出了一种新的方法,可以通过在每个部分的表面上使用超压缩V形的微型根部,而无需使用任何粘合剂。这些V形的微型根部可以使小零件以楔形效果和交配表面之间的粘合剂现象的高定位精度粘合在一起。通过使用具有1 nm定位分辨率和钻石磨刀器的超压缩加工中心,可以创建超重新计算V形的微型摩r根。该研究总结如下:1。发现总体上,粘结强度随楔形角的降低而增加。楔形长度对粘结强度的影响,尽管各种楔形角度,楔形角度的强度随长度大于8度而增加,但随着楔形角度小于8度的长度而增加。2。这些V形的微型植物的深度和角度分别为20μm和13.5度,因此由于楔形效应和两个交配表面之间的粘合剂现象,将小零件与高定位精度紧密地粘合在一起。3。 4毫米 * 4 mm * 4 mm的小部分在两个方向上具有V形微型根部,可以用0.380μm定位精度紧密粘合。4。新方法有可能相互键入不同的材料。由无氧铜和铝制成V形的两个小零件进行粘结测试。结果,提出的键合方法可有效地准确连接小零件5。经过实验发现,微瘤技术也适用于生产各种菲涅耳透镜和光学元素。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ナッタポン・ソウスウィッツ: "理想的断面をもつ邦球面凸フレネルレンズの製作"日本機械学会論文集(C編). 66・651. 3754-3759 (2000)
Nattapon Souswitz:“具有理想横截面的日本球面凸菲涅尔透镜的生产”日本机械工程师学会会刊(编辑C)3754-3759(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Takeuchi, O.Miyagawa, T.Kawai, K.Sawada, T.Sata: "Non-adhesive Direct Bonding of Tiny Parts by Means of Ultraprecision Trapezoid Microgrooves"Journal of Microsystem Technologies, Spring-Verlag. (to be published).
Y.Takeuchi、O.Miyakawa、T.Kawai、K.Sawada、T.Sata:“通过超精密梯形微槽对微小部件进行非粘合直接粘合”微系统技术杂志,Spring-Verlag。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
宮川治: "マイクロV溝を利用した微小部品の直接接合-2方向溝を用いた高精度位置決め-"精密工学会誌. 67・2. 279-283 (2001)
宫川修:“使用微型V槽的微型零件的直接接合-使用双向槽的高精度定位-”日本精密工程学会杂志67・2(2001年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Takeuchi: "Development of Ultraprecision Milling Machine and its Application to Micromachining"Proc.of Int.Seminar on Precision Engineering and Micro Technology, Aachen. 3-12 (2000)
Y.Takeuchi:“超精密铣床的开发及其在微机械加工中的应用”Proc.of Int.Seminar on Precision Engineering and Micro Technology,亚琛。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
沢田潔: "超精密マイクロ溝加工を利用したエンコーダ用回折格子の製作"日本機械学会論文集(C編). 66・648. 2846-2851 (2000)
Kiyoshi Sawada:“使用超精密微槽加工的编码器的衍射光栅”,日本机械工程学会会刊(ed.C)2846-2851(2000)。
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  • 发表时间:
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  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 6.4万
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  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 6.4万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    05452134
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 6.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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