Методы получения и характеристики полиимид - кремниевых микроактюаторов и устройств микромеханики на их основе

• Автор: Корпухин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Введение.
Глава 1 Анализ конструкций, технологий и характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов и устройств микросистсмиой техники на их основе обзор литературы.
1.1 Анализ принципов функционирования, характеристик микроактюаторов и тепловых микроактюаторов
1.2 Анализ принципа действия, конструкции, технологии изготовления и характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов

и устройств микросистемной техники на их основе

1.3 Физикотехнологические и конструктивные ораничения при

создании полиимид кремниевых микроактюаторов

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Объекты исследований

2.1.1 Объекты исследования смачивания раствором полиамидокислоты поверхности кремниевых пластин, подвергнутых различным обработкам, при введении УНТ варьируемой концентрации

в ПАК и шероховатости получаемых полиимидных слоев с УНТ

2.1.2 Объекты исследования эксплуатационных характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов при варьируемых условиях формирования и геометрии функциональных слоев ,
2.1.3 Объекты исследования деформационнопрочностных характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов с армированным и не армированным УНТ полимерным слоем при испытаниях на разрыв.
2.1.4 Объекты исследования деградации термодеформационпых и силовых характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов с
полимерным слоем, армированным и неармированным углеродными
нанотрубками
2.2 Методы исследований эксплуатационных характеристик
полиимид кремниевых микроактюаторов.
Глава 3. Результаты исследований и разработка технологии
3.1 Результаты исследований характера смачивания раствором полиамидокислоты поверхности кремниевых пластин с различной предварительной обработкой, при введении углеродных нанотрубок варьируемой концентрации в полиамидокислоту и шероховатости получаемых тонких полиимидных слоев с углеродными
нанотрубками
3.2 Результаты исследований эксплуатационных характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов при варьируемых условиях формирования
3.2.1 Результаты исследований термодеформационных характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов при варьируемой модификации кремниевой поверхности, температуре имидизации полиимидных слоев и геометрии функциональных
3.2.2 Результаты исследований деформационнопрочностных характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов с армированным и не армированным углеродными нанотрубками полимерным слоем при испытаниях на разрыв
3.2.3 Результаты исследований деградации термодеформационных и силовых характеристик полиимид кремниевых микроактюаторов с полимерным слоем, армированным и неармированным углеродными нанотрубками.
3.3 Технология полиимид кремниевых микроактюаторов
Глава 4. Устройства микромеханики на основе полиимид кремниевых
микроактюаторов
4.1 Микроструктурная система терморегуляции поверхности для малого космического аппарата.
4.2 Устройство управления поверхностью для крепления
малогабаритной антенны
Заключение
Литература


Разработка методов измерения деформационно прочностных и деградации эксплуатационных характеристик ПКМ, использующих растяжение и многоцикловые изгибающие воздействия к полиимид кремниевой балочной структуре микроактюаторов. Разработка метода регулирования термодеформационных, силовых и деформационнопрочностных характеристик ПКМ параметрами технологических операций и варьированием толщиной функциональных слоев. Разработка метода уменьшения деградации эксплуатационных характеристик ПКМ с использованием дублированных полиимидных слоев с инкорпированными нанотрубками. Разработка и обоснование конструкции и технологии устройств микросистемной техники на основе полиимид кремниевых микроактюаторов с новыми функциональными характеристиками, в том числе и для космического применения. Новизна и научная ценность работы. Разработан метод регулирования термодеформационных, силовых и деформационнопрочностных характеристик ПКМ, отличающийся возможностью целенаправленного формирования требуемых значений диапазона их изменения. Разработан метод уменьшения деградации эксплуатационных характеристик ПКМ, отличающийся использованием дублированных полиимидных слоев с введенными нанотрубками, определена их предельная концентрация. Разработаны методы измерения деформационно прочностных и оценки деградации эксплуатационных характеристик ПКМ, отличающиеся применением исследований характера растяжения и многократных изгибающих воздействий ПКМ. Предложены и обоснованы конструкции полиимид кремниевых микроактюаторов и устройств на их основе, отличающиеся использованием кремниевых трапецевидных элементов в качестве резисторов и дублированных полиимидных слоев с инкорпированными нанотрубками. Практическая значимость и результаты внедрения. Предложена усовершенствованная конструкция ПКМ, включающая слоистую термодеформируемую консольнозакрепленную балку, состоящую из двухслойной полиимидной пленки, адгезионно связывающей кремниевые трапециевидные элементы, модифицированные в местах контакта с полиимидной пленкой уаминопропилтриэтоксисиланом АПТЭС. УНТ с концентрацией приблизительно 1, масс. Предложен метод измерения деформационно прочностных и деградации эксплуатационных характеристик ПКМ. Практическая значимость работы заключается в возможности создания на основе предложенных в работе методов и усовершенствованной структуры полиимидкремниевого микроактюатора устройств и систем, работоспособных в жестких условиях эксплуатации диапазон температур от К до 3 К, плазма и т. Результаты исследований использованы в научноисследовательских и опытноконструкторских работах ОАО Российская корпорация ракетнокосмического приборостроения и информационных систем, выполненных по заказам Российского фонда фундаментальных исследований, Роскосмоса и Министерства образования и науки Российской Федерации. Практическая значимость результатов работы подтверждена заключениями об их использовании в ОАО Российская корпорация ракетнокосмического приборостроения и информационных систем, МАЗИ РГТУ им. К.Э. Циолковского и Национальном Исследовательском Университетом МЭИ. Микроактюаторы устройства микросистемной техники, выполняющие работу за счет потребления и преобразования энергии. Совокупность технологических способов обеспечивает создание в объеме и или на поверхности твердого тела упорядоченной структуры микроактюаторов композиции микронных и субмикронных областей материалов с заданными составом, структурой, геометрией и свойствами, направленных на реализацию функций преобразования, хранения, обработки, трансляции информации, энергии, движения и выработки управляющих воздействий в требуемых режимах и условиях эксплуатации 1. К настоящему времени разработано большое количество разнообразных типов микроактюаторов, различающихся конструкцией подвижного элемента. Выделяют конструкции, основанные на использовании балок 2, 3, мембран, вращающихся роторов, микрогребней. Электростатическая активация применяется в большинстве микроактюаторов изза малой сложности их конструкции и способов их формирования. Принципы активации, конструкции, математические формулы, расчеты и применение электростатических приводов в устройствах микроэлектроники описаны в работах .