研制微力学测试仪,对微电子机械系统中键合结构的强度进行测试.最大载荷为1.4 N,在载荷量程为450 mN时仪器的最高分辨力为10 μN.采用键合在玻璃基底上的硅悬臂梁作为试样.为模拟横力剪切破坏和扭转破坏工况,用微力学测试仪分别在悬臂梁的固定端和自由端施加载荷至试样破坏.测得相应的破坏载荷并计算出最大剪应力.对破坏残骸的显微观察发现,存在玻璃开裂和硅开裂2种失效模式.该技术为微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)键合结构的强度表征提供一种有效方法,并可用来进行微悬臂梁或微桥的强度测试.

对一种新型可变形反射镜加工中的硅-玻璃阳极键合工艺进行了研究.设计了一种通过导线将压焊点引至键合区的特殊结构,使得键合过程中台柱与驱动电极保持等电势,从而有效避免了电极和结构之间的相互作用所引入的缺陷,使得最终获得的驱动电极的有效面积接近100%.针对键合前后气体体积收缩导致的镜面凹陷问题,提出在玻璃上加工出贯穿器件的浅槽结构.实验结果表明, 在380℃,1atm的环境下施加-1000V电压进行阳极键合时,当浅槽深度大于200nm时,将获得较好的镜面质量.

在回顾预应力钢丝缠绕液压机的发展和现状的基础上抽象出液压机的基本力学模型指出重型设备工程领域常用的三种连接结构形式即冶金结合结构、键合结构和坎合结构。分别从连接形式、力学特征和应用特性等多方面对其进行了全面比较分析阐明了各种结合结构的优缺点同时也阐明了坎合结构在重型承载中的应用优势。通过例举我国多台自主建造的万吨级重型压机实施情况说明坎合原理及其技术在重型压机中已经得到广泛应用在重型装备等行业中具有巨大潜在市场。