پديد آورنده :
سيفي، عرفان
عنوان :
بهينه سازي پارامترهاي طراحي و ساخت ريزگرم كننده به كمك تكنولوژي ريزفناوري (ميكرو-ماشين كاري)
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 101ص. :مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي سلماني تهراني، فرشاد برازنده
استاد مشاور :
محمود فرزين
توصيفگر ها :
سيستمهاي ميكروالكترومكانيكي , ريز گرم كننده , توان مصرفي , الكتروپليتينگ , لايه نشاني , ريزحفره , بستر
استاد داور :
عليرضا فدايي تهراني، محسن بدرسماي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/08/17
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/08/19
چكيده فارسي :
1 چكيده با توسعه ميكروماشينكاري و ميكروالكترونيك در سالهاي اخير ريزگرمكنندهها كاربردهاي فراواني پيدا كردهاند ريزگرمكنندهها دركاربردهاي مختلفي از جمله حسگرهاي گازي حسگرهاي رطوبت و فشار آشكاركنندههاي فروسرخ چاپ جوهر رسانا راهاندازهاي گرمايي و كاربردهاي نظامي استفاده ميشود تالشهاي زيادي در جهت بهبود يكنواختي در گرمايش و كاهش توان مصرفي ريزگرمكنندهها با استفاده از اصالح ساختار انجام شده است از جمله رايجترين آنها ريزگرمكننده با المان گرمايي پالتيني و پليسيليكوني بر روي اليه اكسيد سيليكون است اين ريزگرم كنندهها داراي عملكرد خوب و توان مصرفي كم هستند اما با اين حال وجود تنشهاي پسماند بين اليهها در فرآيند اليهنشاني به دليل تفاوت در مقدار ضرايب انبساط گرمايي اليههاي انتخابي و همچنين وجود تنش زياد در فرآيندهاي مختلف اليهنشاني باعث كاهش عمرمفيد ريزگرمكننده ميشود و هدررفت گرما به اليه بستر باعث كاهش تمركز گرما در المان گرمايي در دماهاي باال است هدف از اين پروژه طراحي و ساخت يك ريزگرمكننده به همراه ريزحفرههاي ميكروني با ساختار نيكل بر روي اليه طال كروم است روش ساخت اين پروژه فرآيند الكتروپليتينگ است اين ريزگرم كننده براي كاربردهاي با دماي باال مثل حسگرهايگازي و چاپ جوهر رسانا استفاده ميشود در بخش شبيهسازي هدف يافتن يك هندسه مناسب براي المان گرمايي جهت توزيع و تجميع يكنواخت گرما با توان مصرفي و پاسخ زماني مناسب است جنس المان گرمايي از نيكل بوده و دمايكاري ريزگرمكننده 253 تا 224 درجه سانتيگراد با ولتاژ ورودي 5 2 ولت است نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه ارتفاع المان گرمايي براي رسيدن به دماي مورد نظر 24 ميكرون و پاسخ زماني22 ميليثانيه است ازيك آرايه ريزحفره ميكروني در پشت ريزگرمكننده براي كاهش هدررفت گرما به اليه بستر استفاده شد ساختار ريزگرم كننده از پايين به باال به ترتيب شامل بستر سيليكوني اليه اكسيد سيليكون اليه واسطه كروم و طال و المان گرمايي است ريزگرمكننده بر پايه روش استاندارد ميكروماشينكاري طراحي و ساخته ميشود اليه اكسيد سيلكيون توسط فرآيند اكسيداسيون خشك اليه كروم و طال به روش ماشينكاري با پرتو الكتروني و اليه نيكل توسط روش الكتروپليتينگ اليهنشاني ميشوند در بخش آزمايش ريزگرمكننده نتايج بهدست آمده نتايج شبيهسازي را تصديق ميكند و نشان ميدهد كه ريزگرمكننده عملكرد مناسبي به لحاظ دماي توليدي توان مصرفي و نيز پاسخ زماني دارد كلمات كليدي سيستمهاي ميكروالكترومكانيكي ريزگرمكننده توان مصرفي الكتروپليتينگ اليهنشاني ريزحفره بستر
چكيده انگليسي :
122 Optimization of Design Parameters and Fabrication of Micro Heater Using Micro Machining Technology Erfan Seifi Department of Mechanical Engineering Isfahan University of TechnologyDate of Submission Degree M Sc Language PersianSupervisors Mehdi Salmmani Tehrani Farshad BarazandehAdvisor Mahmoud FarzinAbstract With the development of Micromachining and microelectronics in recent years microwaves have found many applications Microheaters are used in a variety ofapplications including gas sensors humidity and pressure sensors infrared detectors conductive ink printing thermal actuators and military applications Many efforts havebeen made to improve the uniformity of heating and reduce the power consumption ofmicroheaters using structural modification The most common of these are microheaterswith platinum and polysilicon heating elements on the silicon oxide layer Thesemicroheaters have good performance and low power consumption However thepresence of residual stresses between layers in the coating process due to differencesin the amount of thermal expansion coefficients of the selected layers and also thepresence of high stresses in different coating processes reduces the useful life of themicroheater and heat loss To the substrate layer reduces the heat concentration in theheating element at high temperatures The aim of this project is to design and build amicrothermal with micron MicroCavity with nickel structure on the gold chrome layer The construction method of this project is electroplating process This microheater isused for high temperature applications such as gas sensors and conductive ink printing In the simulation section the goal is to find a suitable geometry for the heating elementto distribute and aggregate heat uniformly with power consumption and response time The heating element is made of nickel and the working temperature of the microheateris 350 to 400 C with an input voltage of 2 5 volts The simulation results show thatthe height of the heating element to reach the desired temperature is 40 microns and theresponse time is 20 milliseconds A microCavity array was used on the back of themicroheater to reduce heat loss to the substrate The bottom up microheater structureconsists of a silicon substrate a silicon oxide layer an intermediate layer of chromium
استاد راهنما :
مهدي سلماني تهراني، فرشاد برازنده
استاد مشاور :
محمود فرزين
استاد داور :
عليرضا فدايي تهراني، محسن بدرسماي
