بررسی میکروپمپ ها و کاربرد آن ها – مکانیک

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:سمینار
تعداد صفحات:181
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی میکروپمپ ها و کاربرد آن ها – مکانیک

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

۱ چکیده
۲ مقدمه
۴ فصل اول : مروری بر تحقیقات گذشته
۵ ° ۱-۱) پیشینه میکروپمپها
۱-۲) روشهای به کار اندازی در میکروپمپها ۸
۱-۳) یکسو سازی جریان سیال در میکروپمپها ۱۸
۱-۴) ویژگیهای dosing در میکروپمپ ها ۲۰
۱-۵) مروری بر میکروپمپ های جریان پیوسته ۲۲
۱-۶) میکروپمپ ها و µTASص ۲۵
۲۶ فصل دوم : مواد مورد استفاده در ساخت میکروپمپها
۲۷ SUBSTRATES AND WAFERS (1-2
۲-۲) substrate از جنس مواد فعال ۲۸
۲-۳) سیلیکون به عنوان ماده تشکیل دهنده SUBSTRATEص ۲۸
۲-۴) ترکیبات سیلیکون ۳۸
۲-۵) کریستالهای پیزوالکتریک ۴۸
۲-۶) پلیمرها ۵۰
۵۴ PACKAGING MATERIALS (7-2
۵۶ فصل سوم : پروسه های ساخت میکروپمپها
۵۷ PHOTOLITHOGRAPHY (1-3
۶۱ ION IMPLANTATION (2-3
۶۴ DIFFUSION (3-3
۶۶ OXIDATION (4-3
۷۲ CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (5-3
۸۱ PHYSICAL VAPOR DEPOSITION SPUTTERING (6-3

۸۱ EPITAXY رسوب گذاری بوسیله (۷-۳

۸۵ میکروماشینکاری بالک (۸-۳
۸۶ ETCHING (9-3
۹۷ SURFACE MICROMACHINING (10-3

۱۰۳ THE LIGA PROCESS (11-3

۱۰۸ PACKAGING : فصل چهارم
۴-۱) packaging مکانیکی میکروالکترونیک ها ۱۰۹

۴-۲) packaging میکروسیستمها ۱۱۱

۴-۳) تقابل در packaging میکروسیستم ۱۱۶

۴-۴) تکنولوژی های ضروری در PACKAGINGص ۱۱۷
۴-۵) PACKAGING سه بعدی ۱۲۹

۴-۶) مونتاژ میکروسیستمها ۱۳۰

۴-۷) انتخاب مواد برای PACKAGINGص ۱۳۴
۴-۸) SIGNAL MAPPING AND TRANSDUCTION 136

فصل پنجم : بحث و نتیجهگیری ۱۴۱

° بحث و نتیجهگیری ۱۴۲
۱۴۳ فهرست منابع
۱۴۴ چکیده انگلیسی

چکیده
در این مجموعه ، با توجه به تحقیقاتی که تا کنون ارائه شده است ، ابتدا به معرفی میکروپمپ ها پرداخته میـشود. بـرایدرک بهتر مفاهیم اولیه ، میکروپمپها بر اساس روشهای مختلف راه اندازی میکروپمپ و تشریح چگونگی عمـل پمپـاژتقسیم بندی میشوند. در تقسیم بندی دیگری میکروپمپ ها بر اساس روش یکطرفه شدن جریـان در آنهـا مـورد بررسـیقرار میگیرند. با توجه به روش بکار اندازی میکروپمپ ، جریان سیال میتواند پیوسته و یـا بـصورت پالـسی باشـد. بـدینترتیب میکروپمپ ها از این دیدگاه نیز بررسی شده و در نهایت با ارائه موارد کاربردی ، اهمیت ادامـه تحقیقـات در ایـنزمینه روشن خواهد شد .
تلاش شده است با دیدگاه ساخت نمونه ای نو ، اطلاعاتی مقدماتی در زمینه میکروپمپها گردآوری شـود تـا بـا توجـه بـهاهمیت فراوان و نیاز به کاربرد روزافزون میکروپمپ ها در تکنولوژی مدرن ، گامی کوچک در ایـن امـر برداشـته شـود.
لذا در این مجموعه به معرفی مواد مورد استفاده در ساخت میکروپمپها و بررسی خواص آنها نیز پرداخته میشود. سـپستکنیک های مختلـف سـاخت و پروسـه هـای تولیـد معرفـی خواهنـد شـد. و در انتهـا مـروری کوتـاه بـرpackaging میکروپمپها خواهیم داشت .
امید است این مجموعه توجه علاقمندان را به کار در این زمینه جلب نماید ، که در این صورت بخش بزرگـی ازاهـدافبرآورده شده است.

مقدمه
با وجود اینکه برخی ابزارهایmicrofluidics خیلی جدید نیستند ، با یک تحقیـق گـسترده متوجـه خـواهیم شـد کـهمیتوان microfluidics را در گروه علوم جدید قرار داد. بطور مشخص زمینه میکروپمپها یکی از شاخه های این علماست که مدتهاست مورد توجه میباشد. شروع آن اواسط ۱۹۷۰ بود که گـسترش بـدون وقفـه و تنـوع شـگفت آوری دراصول میکروپمپها ، مفاهیم تکنیکی و کاربردهای متنوع در این زمینه شکل گرفت. این روند ادامه داشـت تـا امـروز کـهدر علم MEMS ، روشهای نوین مدلسازی جریان ثابت ، مواد ریز سازه ، اصـول عملگرهـا ، تکنولـوژی سـاخت ، وکاربردهای آنها ارائه میشود که هنوز هم جهـت تحقیقـات در زمینـه میکروپمپهـا مـورد اسـتفاده قـرار میگیـرد. در میـانپتانسیل های کاربردی موجود ، میتوان بطور خاص به کاربرد میکروپمپها در سنـسورهای بیوشـیمی و microfluidics اشاره نمود که اززمان گذشته انگیزه ای قوی جهت تحقیقات بوده و با توجه به اهمیـت آن در آینـده نیـز ایـن تحقیقـاتادامه خواهد داشت .
تکنیک های مختلف ساخت میکرو بسیار متفاوت از تکنیک های ساختی هـستند کـه بـرای ماشـین هـای معمـولی بکـارمیگیریم . اگرچه برخی از تکنیک های ساخت سنتی و معمول را میتوان در packaging تولیدات میکرو سیستم هـا وMEMS بکار گرفت . تکنولوژی موجود جهت ساخت MEMS و میکروسیـستمها را نمیتـوان از روشـهای سـاختمورد استفاده در میکروالکترونیک جدا نمود. این ارتباط نزدیک در ساخت میکروسیـستمها و میکروالکترونیـک اغلـبباعث میشود تا مهندسین دچار این اشتباه شوند که این دو روش کاملا قابل جایگزینی میباشند. توجه داریم کـه بـسیاریاز تکنیک های سـاخت میکروسیـستمها بـا تفـاوت انـدکی در سـاخت میکـرو الکترونیـک نیـز بکـار میرونـد. اگرچـه ،چگونگی طراحی میکروسیستمها و همچنینpackaging آن بطور کلی با آنچه در مورد میکروالکترونیک بکار میرود ، متفاوت است .
اغلب MEMS و میکروسیستمها شامل اجزای ظریفی به اندازه مرتبـه ای از میکرومتـر میباشـند. در صـورتی کـه ایـناجزاء به نحو مطلوبیpackage نشوند ، نسبت به کارکرد بد و یـا آسـیب پـذیری سـاختاری ، بـسیار حـساس میباشـند. packaging قاب ل اطمین ان ای ن ل وازم و سی ستمها رق ابتی عم ده در ص نعت میباش د ، زی را تکنول وژی packaging میکروسیستمها ، در مقایسه باpackaging در میکروالکترونیک به بلوغ نرسیده است . packaging میکروسیـستمها، شامل سه موضوع سرهم نمودن ،packaging و تست کردن میباشد که آن را با علامت اختصاری AP&T نمـایشمیدهند. درAP&T ، MEMS بالاترین بخش از کل هزینه ساخت را به خود اختصاص میدهد. به عنوان مثال هزینهpackaging نوعی خاص از میکروسنسورهای فشار برای کاربری در محیط های toxic با دماهای خیلی بالا حـدود۹۵ درصد از هزینه تولید را به خود اختصاص میدهد. نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه داشت این است کـه معمـولاpackaging من شاء ایج اد اغل ب م شکلات در رابط ه ب ا ع دم ک ارکرد میکروسی ستمها میباش د . بن ابراین تکنول وژی packaging یک فاکتور کلیدی در طراحی و ساخت و گسترش میکروسیستمها میباشد.
واقعیت شناخته شده این است که روش IC packaging فقط بـرای محافظـت از چیـپ هـای سـیلیکونی و سـیمهایمتصل به اثرات محیط بکار میرود. از طرفیpackaging میکروسیستمها نه تنها برای محافظت از اجزای ظریفـی چـونقالب های سیلیکونی از محیط مخرب بکار میرود ، بلکه اجازه میدهد این قالـب هـا بطـور همزمـان بـا محـیط در تمـاسباشند. بنـابراین بـرای مهندسـانpackaging میکروسیـستم بـسیار پـر زحمـت تـر ازpackaging میکروالکترونیـکمیباشد.
در بسیاری ازمیکروسیستمها از مواد مورد استفاده در میکروالکترونیک ها ، مثل سیلیکون ، گالیوم آرسنید بـرای سـاخت المانهای سنسورها و یا عملگرها استفاده میشود. عمدتا این مـواد انتخـاب میـشوند زیـرا کـه از نظـر ابعـاد پایـدار بـوده وتکنیک های ساخت و packaging آنها همانند میکروالکترونیـک میباشـد. اگرچـه ، مـواد دیگـری ماننـد کـوارتز ،پیرکس ، پلاستیک و سرامیکها نیز برای تولیدMEMS و میکروسیستمها بکار میروند که معمولا در میکروالکترونیک کاربرد ندارند . علاوه بر این تقریبا تمامی عملیات تکنیک های ساخت میکرو ، شامل بهبود فیزیکـی و شـیمیایی مـوادیاست که اثرات آنها عموما برای بسیاری از مهندسین ناشناخته است چرا که با تکنیک های ساخت معمولی آشنایی دارند.بنابراین برای مهندسین لازم است تا قبل از اقدام به طراحی و ساخت میکرو سیـستم هـا وMEMS اطلاعـات کـافی ازفیزیک حالت جامد و تکنیک های میکرو ساخت مرتبط کسب نمایند. دانستن چنین اطلاعاتی بسیار ضـروری اسـت تـایک مهندس بداند یک طرح ارایه شده قابل ساخت میباشد یا خیر .

بحث و نتیجه گیری :
در این مقاله خلاصه ای هرچند ناقص از مفاهیم میکروپمپ ، روشهای ساخت ، کاربردها و لوازم مرتبط با آن بیان شـد.
همانگونه که قبلا هم شرح دادیم ، اولین کار در زمینه میکروپمپ در حـدود ۱۹۷۵ انجـام شـد و پـس از ان حـدود سـال۱۹۹۰ به تدریج به سمت زمینهMEMS جهت گرفت . از این زمان ، جنبه اکتـشافی بطـور بـارزی انگیـزه تحقیـق بـود.
تحقیقات در این زمان ، ویژگیهای یک زمینه علمی را با بیان جنبه های مثبت آن نشان میدهد ، که الزاما اکتشافات بیـشتردر زمینه تمامی مفاهیم میکروپمپ از قبیل ، اصول راه اندازی ، طراحی شیرها ، تکنولوژی های ساخت قابل اجرا ، انجـامشده است. هـدف اولیـه یـافتن یـک وسـیلهmicrofluidic و بهبـود کـارایی آن بـود. عـلاوه بـر آن ، ترکیبـی از راهان دازهای میک رو ، microffluidics ، ، روشـهای میکروس اخت و مف اهیم و کاربرده ای ارائ ه ش ده در ارتب اط ب امیکروپمپ ، تا به امروز یک زمینه کاری و تحقیقاتی بـسیار ایـده آلـی را در زمینـه بـسیار گـسترده تحقیقـاتMEMS ایجاد نموده است. فاز اول از تحقیقات اکتشافی ، خیلی زود فواید و ایرادات مفاهیم مرتبط با میکروپمـپ هـا را آشـکارنمود. فاز دوم حدود سال ۱۹۹۵ با تحقیق در مورد روشهای جایگزین ساخت و مشکلات مربوط به میکروپمپ ها آغـازشد . در نتیجه ، کارایی میکروپمپ ها به طور پیوسته افزایش یافته اسـت و حـالاتی مثـلbubble- ، self-priming tolerance ، قابلیت های بالای فشار و جریان یا dosing دقیق ، مطرح شده و سپس به جواب نیز رسیدند .
با نگاهی به گذشته و مرور پیشینه تحقیقات ، میتوان انتقاد نمود که پروسه تجاری نمودن این تحقیقات هنوز در آغاز راهاست . اگرچه گسترش ISFET یک بار دیگر ما را به فکـر وامیـدارد کـه لـوازم MEMS هماننـد بـسیاری دیگـر ازمحصولات تکنیکی ، از اولین نتایج علمی تا ارائه محصول تجاری مدت زمانی طولانی صرف شده است. بنابراین موثرتراست که موارد مثبت را برشمرده و به نواقص باقی مانده اشاره نمود. از جنبه مثبت ، امروزه اطلاعات سنجیده و مـنظم درمورد مفاهیم مختلف میکروپمپ ها در دسترس میباشد. در برخی موارد ، اپتیمم نمودن پروسه های ساخت در حد بسیاربالایی حاصل شده است. همچنین ، در چنین شـرایط امیـدوار کننـده ای ، اولـین میکروپمـپ در زمینـه علـوم پزشـکی وآنالیزهای بیومکانیکی ، وارد بازار شده است و بنظر میرسد دیگر انواع میکروپمپ نیز نزدیک به چنین مرحلـه ای باشـند.
از طرفی ، مسلما اپتیمم نمودن هزینه و روشهای ساخت ، و کارایی مناسب در تولید انبوه هدف بعدی خواهد بود که بایدبه آن رسید. علاوه بر این حد کمال یک طراحی مناسب و ابزارهای مناسب برای مدل نمودن ، نیازهایی است که دسـتیابی به آنها برای تجاری نمودن و همچنین تحقیقات پایه ، ضروری است. و عـلاوه بـر تمـامی اهـداف تجـاری سـازی ،هنوز جزییات زیادی در زمینه پروسه هایی که در میکرو پمپ هـا و سیـستمهای microfluidic و دیگـر اجـزا ، ماننـداثرات خواص محیط ، اثرات long-term ، و یا تقابل های سیال با سطح ، وجود دارد که باید تحقیق نمود

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط