Obiective

Scopul principal al proiectului este dezvoltarea a 3 procedee de microimbinare a materialelor metalice si nemetalice, din care sunt confectionate componentele MEMS, in vederea realizarii de microimbinari care sa indeplineasca cel putin doua functii impuse de exploatarea MEMS. Pentru atingerea acestui deziderat proiectul urmareste realizarea a 6 obiective:

  1. Determinarea de metale si aliaje care, impreuna cu materialele de baza din care sunt confectionate componentele MEMS, formeaza eutectici la temperaturi sensibil mai mici decât temperaturile de topire ale materialului de baza sau materialului de adaos. Realizarea acestui obiectiv presupune cercetarea diverselor perechi de metale si aliaje care formeaza eutectici, determinarea cu precizie a compozitiilor eutecticilor formati si temperaturile la care au loc transformarile eutectice. Totodata se va urmari optimizarea unuia dintre cei mai importanti parametri si anume grosimea stratului aditional de component formator de eutectic, astfel incât rezistenta imbinarii sa fie maxima. Se vor caracteriza imbinarile sudate in conditiile rezultate din studiul efectuat.
    Obiective masurabile: stabilirea materialelor de baza metalice care vor fi supuse microimbinarii eutectice (in functie de aplicatiile urmarite), analize si modelari ale comportarii diferitelor metale sau aliaje in prezenta materialelor de baza la diferite temperaturi, stabilirea perechilor care formeaza eutectici (altele decât perechile Au-Si si Pb-Sn relativ cunoscute din cercetarile unor institute din UE, SUA si Japonia), analiza eutecticilor obtinuti, alegerea eutecticilor cu temperaturile de formare care nu afecteaza integritatea MEMS in timpul procesului de microimbinare.
  2. Microprelucrarea 3D a mastilor pentru incalzirea selectiva a materialelor de baza. Realizarea acestui obiectiv presupune derularea de cercetari in vederea optimizarii tehnicilor de prelucrare vizate pentru realizarea mastilor: decuparea cu laser si scanarea cu microfrezare 3D. Se vor efectua experimentari de realizare a mastilor si se vor optimiza parametrii de microprelucrare.
    Obiective masurabile: experimentari pentru determinarea materialelor corespunzatoare pentru fabricarea de masti (pornind de la cunostintele existente in prezent – materialul mastii sa aiba o temperatura de topire cu cel putin 300oC mai mare decât temperatura de imbinare a materialului de baza), experimentari pentru determinarea seturilor optime de parametri de prelucrare cu fascicul laser si prin scanare 3D a mastilor, modelarea si simularea fluxului termic in materialul mastii.
  3. Optimizarea parametrilor geometrico-dimensionali ai fasciculului laser pentru utilizarea acestuia la incalzirea microsuprafetelor care participa la imbinare. Realizarea acestui obiectiv presupune derularea de cercetari in vederea optimizarii parametrilor care caracterizeaza generarea fasciculului laser. Totodata trebuie studiate si caracteristicile zonei incalzite de fasciculul laser orientat sub diferite unghiuri fata de suprafata mastii, dat fiind ca transmiterea 3D fasciculului, mod de transmitere cerut de aplicatie, este posibila prin utilizarea de fibre optice a caror miscare in spatiu expune masca-sablon sub diferite unghiuri de incidenta a fasciculului. Se vor realiza imbinari sudate si se vor caracteriza.
    Obiective masurabile: experimentari de sudare in vederea determinarii influentelor stricte ale parametrilor care caracterizeaza generarea fasciculului asupra cantitatii de caldura introdusa in materialele de baza (in prezent exista cunostinte cu privire la interactiunea fasciculului laser cu materialele din care sunt confectionate unele microdispozitive de tipul actuatorilor si senzorilor – aur, argint, platina, titan, etc.), analiza zonelor influentate termic si a zonelor topite pentru diverse unghiuri de incidenta a fasciculului laser, optimizarea parametrilor geometrici ai fasciculului si a parametrilor de regim, modelarea si simularea fluxului termic in materialele de baza.
  4. Proiectarea de sonotrode specializate pentru sudarea prin termosonica si optimizarea raportului dintre cantitatile de energie introduse prin termo-compresiune si prin vibratie ultrasonica. Se vor proiecta si se vor executa diverse tipuri de sonotrode, pentru diverse aplicatii. Cu ajutorul acestor sonotrode se vor efectua cercetari ale efectelor introduse de diverse perechi de valori energetice, date de termo-compresiune si de vibratia ultrasonica.
    Obiective masurabile: analiza caracteristicilor geometrice ale sistemului material – cap activ de microimbinare in vederea proiectarii de sonotrode cu forme si dimensiuni optime, proiectarea CAD a sonotrodelor, analiza materialelor posibil a fi utilizate la realizarea sonotrodelor si stabilirea materialului celui mai potrivit din punct de vedere tehnic si economic, realizarea fizica a sonotrodelor, experimentari de incalzire cu ajutorul vibratiilor ultrasonice in vederea verificarii modului de incalzire a materialelor de baza si implicit in vederea optimizarii sonotrodelor, experimentari de incalzire utilizând doua surse termice: vibratiile ultrasonice si compresiune termica, analiza modului de incalzire a materialelor de baza pentru diferite perechi de regimuri.
  5. Elaborarea unor ghiduri cu recomandari privind conducerea proceselor de microimbinare in vederea diseminarii informatiilor tehnice rezultate din derularea proiectului. Unul dintre aspectele care caracterizeaza finalizarea proiectului va fi diseminarea rezultatelor. Pentru aceasta este prevazuta o faza separata, dat fiind faptul ca unul dintre scopurile declarate ale proiectului este dezvoltarea cunoasterii in domeniul asamblarilor microdispozitivelor MEMS. Pentru aceasta vor fi elaborate 3 ghiduri cu informatii precise si cu recomandari generale privind modul in care trebuie condus fiecare procedeu de microimbinare studiat in cadrul proiectului. Cele 3 ghiduri vor fi oferite celor interesati, in principal, sub forma hard-copy si impreuna cu prezentarea detaliata a proiectului, in format electronic, pe pagina web a acestuia din urma.
    Obiective masurabile: elaborare ghiduri cu recomandari, creare pagina web a proiectului pe site-ul CO si expunerea descrierii proiectului si a ghidurilor, organizare de actiuni de diseminare, consultanta, asistenta si scolarizare.