全自動(dòng)真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)含5張CAD圖
全自動(dòng)真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)含5張CAD圖,全自動(dòng),真空,裝機(jī),設(shè)計(jì),cad
開題報(bào)告
題 目
全自動(dòng)真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)
專業(yè)
指導(dǎo)教師姓名
職稱
一、選題的目的意義
包裝機(jī)械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過(guò)程的機(jī)械。
包裝過(guò)程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。此外，包裝還包括計(jì)量或在包裝件上蓋印等工序。使用機(jī)械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并滿足清潔衛(wèi)生的要求。
包裝過(guò)程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。包裝機(jī)械此外，包裝還包括計(jì)量或在包裝件上蓋印等工序。使用機(jī)械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并滿足清潔衛(wèi)生的要求。
包裝機(jī)械有多種分類方法。按功能可分為單功能包裝機(jī)和多功能包裝機(jī)；按使用目的可分為內(nèi)包裝機(jī)和外包裝機(jī)；按包裝品種又可分為專用包裝機(jī)和通用包裝機(jī)；按自動(dòng)化水平分為半自動(dòng)機(jī)和全自動(dòng)機(jī)等。
成型-充填-封口包裝機(jī)是一種多功能的包裝機(jī)。物料進(jìn)入包裝機(jī)的頂部后，計(jì)量部分將定好數(shù)量的產(chǎn)品依次送入物料通道。卷筒包裝材料在通過(guò)物料通道的外壁時(shí)，被成形器卷繞成筒狀，縱封器將其縱向縫焊封牢固。橫封器完成包裝袋的頂封和下一個(gè)袋子的底封，成為兩道焊縫。由于下料通道被包裝袋裹住，底封封焊后就可直接向袋內(nèi)下料，隨之移動(dòng)一個(gè)工位完成頂封封口，并用切刀切斷，完成包裝工序。
卷筒包裝材料有單層的和復(fù)合的。單層的如防潮玻璃紙、聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯，復(fù)合的如拉伸聚丙烯／聚乙烯、聚乙烯／玻璃紙／鋁箔。此外還有可熱封的材料等。包裝封口型式有枕式封口、三邊封口和四邊封口等。裝盒機(jī)用于產(chǎn)品銷售的包裝。
包裝機(jī)械裝盒機(jī)是用于產(chǎn)品銷售包裝的機(jī)械，它將經(jīng)過(guò)計(jì)量的一份定量物料裝入盒中，并把盒的開口部分閉合或封固。裝箱機(jī)用于完成運(yùn)輸包裝，它將包裝成品按一定排列方式和定量裝入箱中，并把箱的開口部分閉合或封固。裝盒機(jī)和裝箱機(jī)均有容器成形(或打開容器)、計(jì)量、裝入、封口等功能。
傳統(tǒng)的包裝存在著一些缺點(diǎn):一是包裝的方法老舊，二是包裝浪費(fèi)時(shí)間，還有就是包裝的手動(dòng)占很大的部分，造成勞動(dòng)力的浪費(fèi)，所以現(xiàn)存的包裝機(jī)不能快速高科技節(jié)省勞動(dòng)力的對(duì)對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)化包裝，因此我們就此進(jìn)行設(shè)計(jì).
本包裝機(jī)主要是用于對(duì)包裝物進(jìn)行包裝，使被包裝物達(dá)到相對(duì)密封，從而起到良好的保護(hù)和裝飾作用。設(shè)計(jì)爭(zhēng)取采用新的機(jī)器包裝后能完成對(duì)包裝物的自動(dòng)包裝.并具有包裝速度快，包裝范圍廣泛，操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。并且能達(dá)到提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，減少產(chǎn)品包裝成本，提高產(chǎn)品檔次，從而利用高新科技達(dá)到接生成本.完成包裝物的纏繞包裝.這樣使包裝機(jī)的使用壽命也能大大加強(qiáng).包裝機(jī)的包裝的可靠性也會(huì)大大加強(qiáng).達(dá)到社會(huì)上要求的標(biāo)準(zhǔn).提高社會(huì)生產(chǎn)力。
2、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國(guó)家發(fā)展改革委批準(zhǔn)! 項(xiàng)包裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)國(guó)家發(fā)展改革委批準(zhǔn)，《包裝容器20mm口徑鋁氣霧罐》等4項(xiàng)包裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將于2004年6月1日起實(shí)施，并于近日由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行。
可熱灌裝的塑料瓶：
德國(guó)一家公司推出一種可灌裝熱至95°C食品的聚酯塑料瓶。這種塑料瓶在制造過(guò)程中，將液態(tài)的聚酯吹入一熱膜中，聚酯在與熱膜接觸時(shí)形成結(jié)晶，變得更具有彈性，不會(huì)因受熱而變形。同時(shí)，還在塑料瓶上增加了豎向的增強(qiáng)力，可抑制瓶壁向內(nèi)收縮。由于食品進(jìn)行熱灌裝，因而有利于食品的保鮮和保存。
全自動(dòng)真空包裝機(jī)：
法國(guó)一家公司制成了一種全自動(dòng)真空包裝機(jī)，適用于食品和藥品的包裝。該包裝機(jī)由圓盤型聚乙烯密封器與卡盤式過(guò)濾器的雙向瓣構(gòu)成，利用超聲波密封由各種多層材料制成的包裝袋或硬質(zhì)容器蓋。在密封前需抽出容器內(nèi)部的殘留空氣，使其保持-0.098兆pa的真空狀態(tài)，并用以全自動(dòng)方式或簡(jiǎn)單的手槍操作注入一種或數(shù)種中性氣體（氮或碳酸氣），然后進(jìn)行密封。密封處理容量為,10-2000L的乙烯類包裝或硬質(zhì)容器包裝。食品等物品經(jīng)這種真空包裝機(jī)處理后，能防止微生物的分解、細(xì)菌的繁殖和抑制氧化、蒸發(fā)等現(xiàn)象產(chǎn)生。
塑料軟容器的循環(huán)使用：
目前用于裝飲料的塑料軟容器大多是用PET制成的，通常不宜重復(fù)用于再裝飲料，因?yàn)樗_(dá)不到嚴(yán)格的凈化標(biāo)準(zhǔn)。
美國(guó)一家公司采用甲醇分解技術(shù)，使上述塑料容器能夠循環(huán)使用。處理部門先將回收的塑料瓶碾成聚酯片，作為再循環(huán)的原料。此原料添加甲醇后進(jìn)行熱處理，使之分解成聚酯的組成成份--對(duì)酞酸二甲酯和乙二醇。然后，把對(duì)酞酸二甲酯放在離心機(jī)中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的旋轉(zhuǎn)，使其中的雜質(zhì)被分離掉。乙二醇則置于大槽中煮沸，以除去其中的雜質(zhì)。添加的甲醇可以回收。
被完全提純的對(duì)酞酸二甲酯隨即運(yùn)往制瓶廠，再次把它浸在乙二醇內(nèi)，最后合成新的PET塑料。美國(guó)可口可樂(lè)公司已經(jīng)采用了含有這種再生塑料成分的容器。
能延長(zhǎng)啤酒保質(zhì)期的瓶蓋:
美國(guó)一家公司開發(fā)出一種新型啤酒瓶蓋，它能夠延長(zhǎng)啤酒保質(zhì)期。
啤酒怕氧化，氧氣多了就容易變質(zhì)。美國(guó)開發(fā)的這種新型瓶蓋具有吸氧功能。在瓶蓋內(nèi)嵌入了一種吸收氧的化合物襯墊，可通過(guò)襯墊上的小孔吸收啤酒瓶頂空隙處的氧氣。使用這種瓶蓋，能使啤酒的保質(zhì)期延長(zhǎng)二、三個(gè)月。
目前在我國(guó)，受經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)水平的限制，手動(dòng)和半自動(dòng)進(jìn)行包裝仍是我國(guó)中最常用的包裝方式。由于投資成本較低，我國(guó)勞動(dòng)力豐富，且操作簡(jiǎn)單甲所以在中小型企業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。
隨著科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的包裝技術(shù)難以滿足現(xiàn)今的包裝要求。國(guó)外普遍利用全自動(dòng)包裝機(jī)等來(lái)替代老舊的包裝技術(shù)，這種全自動(dòng)包裝在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已開始推廣使用。在國(guó)內(nèi)包裝行業(yè)中，近年來(lái)開始嘗試采用全自動(dòng)機(jī)包裝機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工包裝的方法，已經(jīng)初步推廣。
全自動(dòng)包裝機(jī)在完成包裝技術(shù)的同時(shí)也能節(jié)能環(huán)保，同時(shí)使用時(shí)間長(zhǎng)久，但是鑒于它的設(shè)備體積大、功率因數(shù)低、費(fèi)用較高等原因，在中小型工廠上多不用。把傳統(tǒng)的全自動(dòng)包裝機(jī)改成更加節(jié)能，占地小，功率高全自動(dòng)包裝質(zhì)量?jī)?yōu)良，價(jià)格合理的包裝機(jī)器是全自動(dòng)包裝機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要工程。
三、設(shè)計(jì)任務(wù)要求
根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)性能可靠，結(jié)構(gòu)合理的真空包裝機(jī)。
1. 翻譯一萬(wàn)字符的外文資料。
2. 編訂詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
3. 完成總裝配圖，上箱部件圖及氣路圖。
四、設(shè)計(jì)依據(jù)
1. 真空室的最低絕對(duì)壓強(qiáng);
2. 袋寬，袋長(zhǎng)，袋厚；
3. 封口寬度；
4. 工作循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)周期20秒，可調(diào)節(jié)；
5. 熱風(fēng)時(shí)間調(diào)節(jié)范圍1-5秒；
6. 額定總功率3.75KW；
7. 水平位置即可傾斜度1-20；
8. 外形尺寸（長(zhǎng)寬高）。
五、主要參考文獻(xiàn)及資料
[1]濮梁貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社出版.2001-6-1
[2]徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M](第一卷).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004-4-1.
[3]江耕華主編.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)(上、下）[M].北京：煤炭工業(yè)版.1997-7-1.
[4]張聰主編.自動(dòng)化食品包裝機(jī)[J].廣東科技出版社.2003-5-1.
[5]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第七卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
[6]Uffe Hindhede .Machine Design Fundamentals — A Practical Approach[J].New York：Wiley出版社，1983.
學(xué)生簽名： 年 月 日
指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn)
（指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)課題研究的思路、方法、對(duì)策、措施和預(yù)期成效等做出評(píng)價(jià)，并提出具體的改進(jìn)意見(jiàn)）
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
注：理工類學(xué)生偏重于對(duì)課題相關(guān)知識(shí)的理解和實(shí)施方案的框架結(jié)構(gòu)，文管類學(xué)生偏重于對(duì)文獻(xiàn)資料的理解與綜述。表格欄高不夠可自行增加。
4
XXX
設(shè)計(jì)（XX）
題 目 全自動(dòng)真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)
XX 學(xué)院
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX專業(yè)
學(xué)生姓名 XXX 學(xué)號(hào) XXXX
指導(dǎo)教師 XX 職稱 XXX
指導(dǎo)教師工作單位 XXX
起訖日期 20XX.2.20-20XX.6.8
摘 要
自動(dòng)真空包裝機(jī)利用輸送帶作為包裝機(jī)的工作臺(tái)和輸送裝置。輸送帶可作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，它的真空室蓋在輸送帶上方，托板在輸送帶下方，合攏時(shí)形成真空室，而輸送帶則夾在中間。輸送帶上有使包裝袋定位的擋板。只要將盛有包裝物品的包裝袋排放在輸送帶上，便可自動(dòng)完成抽真空，熱封。真空包裝機(jī)是以塑料或塑料鋁箔薄膜為包裝材料，對(duì)液體、固體、粉狀糊狀的食品、糧食、果品、醬菜、果脯、化學(xué)藥品、藥材、電子元件、精密儀器、稀有金屬等進(jìn)行真空包裝，經(jīng)真空包裝的物品可以防止氧化、霉變、蟲蛀、腐爛、受潮，延長(zhǎng)保質(zhì)保鮮期限。特別適用于茶葉、食品、醫(yī)藥、商店、研究機(jī)構(gòu)等行業(yè)，具有外型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：真空包裝機(jī)；輸送帶；熱封
ABSTRACT
Automatic vacuum packaging machine conveyor belt as a workbench for packaging machines and conveyors. The conveyor belt can be used as a stepping movement, cover it in a vacuum chamber above the conveyor, the pallet in the conveyor belt below, together and form a vacuum chamber, the conveyor belt in the middle. The conveyor belt on the positioning of the baffle bags. As long as will be filled with bags of packaged goods emissions can be done automatically on a conveyor belt, vacuum, heat sealing. The vacuum packaging machine is a plastic or plastic foil film for packaging materials, liquid, solid, powder, paste food, grain, fruit, pickles, preserved fruits, chemicals, medicine, electronic components, precision instruments, rare metals such as vacuum packaging, vacuum packaging items can prevent oxidation, mold, insects, rot, damp, and to extend the shelf life of fresh deadline. Especially suitable for tea, food, medicine, shops, research institutions and industry, with good looks, compact, high efficiency, easy to operate.
Keywords: vacuum packaging machine; conveyor belt; heat sealing
目 錄
第一章 真空包裝機(jī)的作用機(jī)理 1
第二章 全自動(dòng)真空包裝機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求及設(shè)計(jì)依據(jù) 2
2.1設(shè)計(jì)任務(wù)要求 2
2.2設(shè)計(jì)依據(jù) 2
第三章 全自動(dòng)真空包裝機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理 3
3.1主機(jī)結(jié)構(gòu) 3
3.2工作原理 3
第四章 上箱箱體的設(shè)計(jì) 4
第五章 擺桿的設(shè)計(jì) 6
第六章 箱體的設(shè)計(jì) 7
第七章 底架的設(shè)計(jì) 9
第八章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10
8.1輸送帶系統(tǒng) 10
8.2室蓋開閉運(yùn)動(dòng) 10
8.3選擇電動(dòng)機(jī)類型 11
8.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
8.5鏈傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 12
8.5.1系統(tǒng)的傳動(dòng)比 12
8.5.2計(jì)算功率 12
8.5.3確定鏈條鏈節(jié)數(shù) 12
8.5.4確定鏈條的節(jié)距P 12
8.5.5確定鏈長(zhǎng)L及中心距a 12
第九章 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 15
第十章 主要參數(shù)的計(jì)算及選擇 16
10.1生產(chǎn)能力的計(jì)算 16
10.1.1抽真空時(shí)間的計(jì)算 16
10.1.2真空室放氣時(shí)間的計(jì)算 17
10.2熱風(fēng)加壓裝置面積的計(jì)算 17
10.3熱封變壓器參數(shù)的計(jì)算 17
設(shè)計(jì)小結(jié) 19
致 謝 20
參考文獻(xiàn) 21
三江學(xué)院2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 真空包裝機(jī)的作用機(jī)理
真空包裝的主要作用是除氧，以有利于防止食品變質(zhì)，其原理也比較簡(jiǎn)單，因食品霉腐變質(zhì)主要由微生物的活動(dòng)造成，而大多數(shù)微生物（如霉菌和酵母菌）的生存是需要氧氣的，而真空包裝就是運(yùn)用這個(gè)原理，把包裝袋內(nèi)和食品細(xì)胞內(nèi)的氧氣抽掉，使微生物失去生存的環(huán)境。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)包裝袋內(nèi)的氧氣濃度≤1%時(shí)，微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度就急劇下降，氧氣濃度≤0.5%時(shí)，大多數(shù)微生物將受到抑制而停止繁殖。
真空除氧除了抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖外，另一個(gè)重要功能是防止食品氧化，因油脂類食品中含有大量不飽和脂肪酸，受氧的作用而氧化，使食品變味、變質(zhì)，此外，氧化還使維生素A和C損失，食品色素中的不穩(wěn)定物質(zhì)受氧的作用，使顏色變暗。所以，除氧能有效地防止食品變質(zhì)。真空充氣包裝則除了有真空包裝所具備的除氧保質(zhì)功能外，主要還有抗壓、阻氣、保鮮等作用，能更有效地使食品長(zhǎng)期保持原有的色、香、味、形及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
另外，有許多食品不適宜采用真空包裝而必須采用真空充氣包裝。如松脆易碎食品，易結(jié)塊食品，易變形走油食品，有尖銳棱角或硬度較高會(huì)刺破包裝袋的食品等。食品經(jīng)真空充氣包裝后，包裝袋內(nèi)充氣壓強(qiáng)大于包裝袋外大氣壓強(qiáng)，能有效地防止食品受壓破碎變形并不影響包裝袋外觀及印刷裝潢。
真空充氣包裝在真空后再充入氮?dú)狻⒍趸?、氧氣等單一氣體或二、三種氣體的混合氣體。其氮?dú)馐嵌栊詺怏w，起充填作用，使袋內(nèi)保持正壓 ，以防止袋外空氣進(jìn)入袋內(nèi)，對(duì)食品起到一個(gè)保護(hù)作用。其二氧化碳能夠溶于各類脂肪或水，引成酸性較弱的碳酸，有抑制霉菌、腐敗細(xì)菌等微生物的活性。其氧氣具有抑制厭氧菌的生長(zhǎng)繁殖，保持水果、蔬菜的新鮮及色彩，高濃度氧氣可使新鮮肉類保持其鮮紅色。
第二章 全自動(dòng)真空包裝機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求及設(shè)計(jì)依據(jù)
2.1設(shè)計(jì)任務(wù)要求
根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)性能可靠，結(jié)構(gòu)合理的真空包裝機(jī)。
1. 翻譯一萬(wàn)字符的外文資料。
2. 編訂詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
3. 完成總裝配圖，上箱部件圖及氣路圖。
2.2設(shè)計(jì)依據(jù)
1. 真空室的最低絕對(duì)壓強(qiáng);
2. 袋寬，袋長(zhǎng)，袋厚；
3. 封口寬度；
4. 工作循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)周期20秒，可調(diào)節(jié)；
5. 熱風(fēng)時(shí)間調(diào)節(jié)范圍1-5秒；
6. 額定總功率3.75KW；
7. 水平位置即可傾斜度1-20；
8. 外形尺寸（長(zhǎng)寬高）。
第三章 全自動(dòng)真空包裝機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1主機(jī)結(jié)構(gòu)
主要由機(jī)架、真空箱、氣路、輸送四個(gè)部分組成。
3.2工作原理
（1） 將裝有物品的包裝袋放在輸送帶給你工作面上，以下的作業(yè)過(guò)程便由該機(jī)自動(dòng)生成，作業(yè)過(guò)程如下示：
啟動(dòng)輸送帶向前真空箱下降抽真空熱封冷卻放氣真空箱上升
（2） 氣路構(gòu)成及工作原理如圖示。氣路系統(tǒng)由真空泵（ZK-15型）、壓差閥、電磁閥組成。本機(jī)采用的是以差壓閥為主閥的氣路系統(tǒng)。工作原理是先啟動(dòng)按鈕、真空泵和電磁閥d啟動(dòng)，等合上真空箱后，電磁閥b和電磁閥c同時(shí)啟動(dòng)，壓差閥的閥門打開，真空箱和小氣室同時(shí)抽真空，抽到預(yù)定的真空度后，電磁閥c停止，上電熱帶座下壓，電熱帶通過(guò)電熱封塑料薄膜袋口，電磁閥b停止，壓差閥的閥門便關(guān)閉，同時(shí)電磁閥a開啟放氣，然后真空箱上升。
圖3-1 氣路圖
真空泵 選用ZX-15型，抽泣速率15升/秒，極限真空托配用電動(dòng)機(jī)功率1.5kw。
第四章 上箱箱體的設(shè)計(jì)
上箱是真空包裝機(jī)上的一個(gè)主要零部件，它的設(shè)計(jì)好壞關(guān)系到整個(gè)機(jī)器的成敗。
上箱箱體上開有孔、槽、螺孔，以便于安裝小氣室、抽氣管、導(dǎo)線及輔助機(jī)構(gòu)。另外主要考慮降低箱體重量，密封性好，還要便于裝配。確定箱體如下：
材料：HT200，鑄造而成
箱體（長(zhǎng)寬高）為，壁厚18mm，凸臺(tái)處厚25mm。
箱體大致結(jié)構(gòu)如下：
4-1 上箱箱體
由于要考慮密封，通孔結(jié)構(gòu)要有密封圈和密封套，桿螺紋孔不要打通。由于要抽真空，鑄件的要求高，即要求鑄件無(wú)夾渣、氣孔及裂縫。氣孔、接線柱及小頂蓋的安裝密封如下：
4-2 通孔結(jié)構(gòu)
其中加熱片和熱封下壓條絕緣結(jié)構(gòu)如下：
4-3 加熱片和熱封下壓條絕緣結(jié)構(gòu)
加熱片在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生伸長(zhǎng)影響包裝質(zhì)量，需要的拉緊結(jié)構(gòu)如下圖示：
4-4 拉緊結(jié)構(gòu)
第五章 擺桿的設(shè)計(jì)
在包裝過(guò)程中，上箱的打開和閉合由擺桿通過(guò)偏心輪帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，擺桿及偏心輪尺寸設(shè)計(jì)如下：
5-1 擺桿及偏心輪尺寸設(shè)計(jì)
擺桿的擺動(dòng)高度S即是上箱的工作高度，因?yàn)楣ぷ鞯拇邽?因此可以取；初步取，,求偏心輪的偏小距e。
求滑動(dòng)槽的長(zhǎng)度
取余量得，
取系量5.3mm，得.
第六章 箱體的設(shè)計(jì)
對(duì)于箱體的設(shè)計(jì)，出于簡(jiǎn)單實(shí)用的考慮，采用鋼板、角鋼及槽鋼通過(guò)焊接和螺釘連接組成，這樣，既滿足了功能要求，又提高了便用經(jīng)濟(jì)性，維修方便，維護(hù)費(fèi)用少，成本低。
基本結(jié)構(gòu)如下：
6-1 箱體基本結(jié)構(gòu)A向
其中兩支小角鋼既起支承作用，又方便側(cè)板的安裝及拆卸、裝卸由兩手在裝卸孔（B向）扳動(dòng)鋼板，簡(jiǎn)單方便。
6-2 箱體基本結(jié)構(gòu)B向
底下兩根槽鋼總要起整體、托重的作用，與小箱的底板通過(guò)焊接進(jìn)行聯(lián)接，而且其中一根還可和千斤頂聯(lián)接完成傾斜角的作用。內(nèi)側(cè)面板上水平平行焊接的兩根槽鋼，主要用來(lái)支承托板，而且可以提高由鋼板構(gòu)成的箱體的可靠性。電機(jī)、減速箱、壓差閥的線路布置，主要在兩側(cè)小箱體內(nèi)進(jìn)行，工作構(gòu)件部分主要在中間，圖示如下：
6-3 電機(jī)、減速箱、壓差閥的線路布置
第七章 底架的設(shè)計(jì)
底架也由槽鋼、角鋼及鋼板構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如下：
7-1 槽鋼、角鋼及鋼板結(jié)構(gòu)
鋼板D為上箱體及下架聯(lián)系的介質(zhì)，通過(guò)螺孔1和2聯(lián)接，箱體傾斜也由鋼板D完成，其中螺栓2為調(diào)節(jié)后鎖緊作用：
7-2 鋼板D的弧形槽形狀
第八章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8.1輸送帶系統(tǒng)
輸送帶的運(yùn)行由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)經(jīng)減速器輸出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)軸I旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)鏈傳動(dòng),帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。設(shè)計(jì)時(shí)，使鏈輪的齒數(shù)與輸送帶工位之間的鏈接數(shù)相等，使得鏈輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)，輸送帶剛好送進(jìn)一個(gè)工位。軸I的一端裝有凸輪壓合行程開關(guān)一次，以切斷電機(jī)的電源，使輸送帶停止并定位，從而實(shí)現(xiàn)輸送帶的循環(huán)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
8-1 輸送帶運(yùn)動(dòng)
8.2室蓋開閉運(yùn)動(dòng)
輸送帶式真空包裝機(jī)的真空室由室蓋和承托板構(gòu)成。室蓋開閉由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)經(jīng)減速器輸出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，軸上安裝有兩個(gè)偏心輪帶動(dòng)連桿將室蓋拉下，于是，室蓋與承托板壓合，將輸送帶夾持在中間，形成一個(gè)密閉的真空室。反之，當(dāng)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，室蓋被連桿頂起，真空室開啟。
8-2 室蓋開閉運(yùn)動(dòng)
8.3選擇電動(dòng)機(jī)類型
按工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。
型號(hào)：Y90S-4，功率1.1kw，轉(zhuǎn)速1500
8.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，得軸的最小直徑：
軸選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得.
選用兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器，i=1：60，因此
軸傳遞的功率
考慮軸上有鍵槽取.
8.5鏈傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.5.1系統(tǒng)的傳動(dòng)比
系統(tǒng)的傳動(dòng)比為i=1，小鏈輪齒數(shù)少可減少外廓尺寸，但降低傳動(dòng)的工作平穩(wěn)性和工作壽命，初選。然而，鏈輪齒數(shù)并非越多越好。鏈輪齒數(shù)多，除增大傳動(dòng)的尺寸和重量外，主要問(wèn)題是容易造成脫鏈現(xiàn)象，縮短鏈的使用壽命。
8.5.2計(jì)算功率
8.5.3確定鏈條鏈節(jié)數(shù)
初定中心距,則鏈節(jié)數(shù)為
取節(jié)
8.5.4確定鏈條的節(jié)距P
故得所需傳遞的功率為：
根據(jù)鏈輪轉(zhuǎn)速及功率0.70kw，選用12A滾子鏈，節(jié)距19.05
8.5.5確定鏈長(zhǎng)L及中心距a
中心距減少量
實(shí)際中心距
取，
查表得鏈輪基本參數(shù)
齒數(shù)Z=27
齒距P=19.05mm
=11.91mm
分度圓直徑
齒頂圓直徑
取
分度圓弦齒高
齒根圓直徑
最大齒根距離
第九章 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)
出于簡(jiǎn)單、方便及高經(jīng)濟(jì)性的考慮，設(shè)計(jì)用了剛性聯(lián)軸器。由于制造和安裝誤差，工作過(guò)程中的溫度變化和外力導(dǎo)致變形等因素的影響，被聯(lián)接兩軸的軸線有對(duì)中位差，采用剛性固定式聯(lián)軸器將會(huì)引起附加載荷，使軸、軸承和聯(lián)軸器的工作情況惡化，這時(shí)宜采用剛性可移式聯(lián)軸器：滑塊聯(lián)軸器。
滑動(dòng)聯(lián)軸器的徑向尺寸小，主要用于軸線相對(duì)徑向位移較大，傳遞轉(zhuǎn)矩大，無(wú)沖擊和低速傳動(dòng)的兩軸聯(lián)接，其中方形滑動(dòng)由膠木制成，特點(diǎn)是重量輕，慣性力小。
9-1 滑動(dòng)聯(lián)軸器
第十章 主要參數(shù)的計(jì)算及選擇
10.1生產(chǎn)能力的計(jì)算
單位時(shí)間工作循環(huán)計(jì)算公式：
式中T為工作循環(huán)（1/min）；為抽真空時(shí)間(s)；為熱封時(shí)間(s)，取15s；為冷卻時(shí)間，取23s；為放氣時(shí)間(s)；為輔助時(shí)間(s)。
熱封時(shí)間與包裝材料有關(guān)，而且應(yīng)配合不同的熱封溫度來(lái)選擇。不同的包裝材料應(yīng)選擇不同的熱封電壓以及熱封時(shí)間。
冷卻時(shí)間的選擇應(yīng)結(jié)合環(huán)境溫度，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響包裝效率，過(guò)短則影響封口質(zhì)量。
輔助時(shí)間包括人工排放物料時(shí)間及開閉真空室蓋時(shí)間。帶傳動(dòng)的包裝機(jī)的真空室蓋由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比計(jì)算。
工作循環(huán)T取3/min。
10.1.1抽真空時(shí)間的計(jì)算
真空包裝機(jī)采用的旋片式真空泵是屬于容積式泵，工作中需要對(duì)一定容積的真空室進(jìn)行抽氣。
真空室容積為V,真空泵的抽速為u，真空室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P，經(jīng)過(guò)時(shí)間后泵抽除氣體量為。
當(dāng)=0時(shí)，，代入上式得
考慮真空系統(tǒng)池漏，引入修正系數(shù)C,代入上式得
式中為抽真空時(shí)間(s)；P為抽真空達(dá)到的最低壓強(qiáng)(Pa)；V為真空室容積(L);u為真空泵抽氣速率(L/s)；C為修正系數(shù)，取C=1.4。
10.1.2真空室放氣時(shí)間的計(jì)算
放氣時(shí)間與擴(kuò)散管道截面積成反比，與真空室容積成反比，即：
式中為放氣時(shí)間(s)，V為真空室容積(L)，d為管道直徑(mm),R為擴(kuò)散系數(shù)。管道長(zhǎng)不大于200mm時(shí)，K=4.5。
10.2熱風(fēng)加壓裝置面積的計(jì)算
由于真空包裝機(jī)的熱封加壓采用氣囊的形式，因此有必要計(jì)算氣囊的作用面積，因?yàn)檫@關(guān)系到熱封壓力。
式中S為氣囊的作用面積；為熱封壓強(qiáng)(Pa)，熱封工藝參數(shù)，一般可取；b為電熱帶寬度(m)；l為電熱帶有效長(zhǎng)度(m）；G為加壓裝置移動(dòng)部零件的總重力(V)；為導(dǎo)入加壓裝置的氣體壓強(qiáng)(Pa)，導(dǎo)入大氣則為Pa；為熱封時(shí)真空室內(nèi)壓強(qiáng)(Pa)。
10.3熱封變壓器參數(shù)的計(jì)算
（1）熱封電流
當(dāng)電熱帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其厚度時(shí)，
式中I為熱封時(shí)通過(guò)電熱帶的電流(A)，b為電熱帶寬度(mm)，為電熱帶厚度(mm)，為電熱帶材料的表面負(fù)荷()。為電熱帶材料在工作溫度下的電阻率()。
（2）熱封變壓器功率
熱封變壓器功率的計(jì)算公式如下：
式中P為熱封變壓器功率(W),為電熱帶材料的表面負(fù)荷()，b為電熱帶寬度(mm)，l為電熱帶長(zhǎng)度(mm)。
（3）熱封電壓
變壓器輸出的熱封電壓按下式計(jì)算：
設(shè)計(jì)小結(jié)
為期將近一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)將要結(jié)束了，作為一次大型的作業(yè)和大學(xué)四年學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合，我對(duì)做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)非常重視。
我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)選的課題是全自動(dòng)真空包裝機(jī)，這正是我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)方面，而且有關(guān)真空包裝機(jī)的資料也很多，這些對(duì)于我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助。
在調(diào)研期間，我們到一些廠家參觀其成產(chǎn)過(guò)程，了解設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的基本方法和步驟，設(shè)計(jì)的好壞影響到實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，甚至影響到產(chǎn)品的合格率、生產(chǎn)率和工人操作的難易，以及工人的勞動(dòng)量及勞動(dòng)強(qiáng)度。
經(jīng)過(guò)調(diào)研從學(xué)校圖書館和其他地方取得的設(shè)計(jì)資料作為參考和設(shè)計(jì)依據(jù)，我們確定了設(shè)計(jì)方案。
根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)我們進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)一些零件進(jìn)行強(qiáng)度校核，使整個(gè)設(shè)計(jì)完全滿足設(shè)計(jì)參數(shù)。然后畫出了真空包裝機(jī)的裝配圖及有關(guān)部件圖。同時(shí)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)包裝也多電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到要想設(shè)計(jì)出一臺(tái)較好的機(jī)器，必須先清楚自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的功能和要求，了解機(jī)器生產(chǎn)的工藝流程，然后考慮如何實(shí)現(xiàn)這些功能，選出一種最佳的方案。我們的設(shè)計(jì)在遵循一個(gè)原則：質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，機(jī)器簡(jiǎn)單、可靠。
通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，把機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地加以運(yùn)用，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切地結(jié)合起來(lái)，掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。
20
致 謝
首先，我要感謝我的導(dǎo)師龐偉，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，讓我很快就感受到了設(shè)計(jì)的快樂(lè)并融入其中。其次我要感謝同組同學(xué)對(duì)我的幫助和指點(diǎn)，沒(méi)有他們的幫助和提供資料，沒(méi)有他們的鼓勵(lì)和加油，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會(huì)如此的順利進(jìn)行。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過(guò)的時(shí)段最長(zhǎng)、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計(jì)。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計(jì)綜合在一起的過(guò)程，只要把握住每個(gè)小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強(qiáng)邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。我此次的任務(wù)是做一個(gè)項(xiàng)目的招標(biāo)文件。雖說(shuō)老師說(shuō)的話讓此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)看起來(lái)不是那么的可怕，但是當(dāng)我真的開始著手時(shí)，還的確是困難重重。
俗話說(shuō)的好，“磨刀不誤砍柴工”，當(dāng)每次遇到不懂得問(wèn)題時(shí)，我都會(huì)第一時(shí)間記在本子上面，然后等答疑的時(shí)候問(wèn)老師，老師對(duì)于我提出來(lái)的問(wèn)題都一一解答，從來(lái)都不會(huì)因?yàn)槲业膯?wèn)題稍過(guò)簡(jiǎn)單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計(jì)該注意的地方，從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除此之外，我們組和老師還有另外兩個(gè)交流途徑：打電話和上網(wǎng)，為此老師還特意建立一個(gè)群，以便大家第一時(shí)間接收到畢業(yè)設(shè)計(jì)的最新消息和資料，每次大家都在群不亦樂(lè)乎的討論著畢業(yè)設(shè)計(jì)的事情。多少個(gè)日日夜夜，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向龐偉老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意! 最后我還要感謝我的母校三江學(xué)院四年來(lái)對(duì)我的栽培。
參考文獻(xiàn)
[1]濮梁貴、紀(jì)名剛主編，機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社出版,2001；
[2]徐灝主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M](第一卷).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000；
[3]江耕華主編，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)(上、下）[M].北京：煤炭工業(yè)版,1992；
[4]張聰主編,自動(dòng)化食品包裝機(jī)[J].廣東科技出版社,2003；
[5]成大先主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第七卷)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004；
[6]王萍主編，真空包裝機(jī)氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理[J].包裝與食品機(jī)械，1998；
[7]錢俊，余洗，劉冬林主編，特種包裝技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003；
[8]劉筱霞主編，包裝機(jī)械[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007；
[9] Uffe Hindhede .Machine Design Fundamentals — A Practical Approach[J].New York：Wiley出版社，1983.
[10] Johnson BY.Chilled Vacuum-packed beef.CSIRO Food Res.Quart,1974。
22
XXX
外文資料翻譯
院 系
?！ I(yè)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
外文出處
Wafer-level_vacuum_packaging_for_MEMS
附件：1.外文資料翻譯譯文（約3000漢字）；
2.外文資料原文(與課題相關(guān)的1萬(wàn)印刷符號(hào)左右)。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
2
評(píng)閱表
（指導(dǎo)教師填寫）
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
設(shè)計(jì)(論文)題目
全自動(dòng)真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生工作態(tài)度
□好 □一般 □較差
開題報(bào)告 □好 □一般 □較差 □無(wú)
中文摘要 □好 □一般 □較差 □無(wú)
英文摘要 □好 □一般 □較差 □無(wú)
外文資料翻譯
□好 □一般 □較差 □無(wú)此項(xiàng)要求
軟硬驗(yàn)收表（無(wú)此要求不須填寫） □有 □無(wú)
設(shè)計(jì)(論文)約 字
指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)
該生態(tài)度認(rèn)真，能按進(jìn)度完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。圖紙繪制基本符合國(guó)標(biāo)，論文層次清楚，觀點(diǎn)明確，文筆通順，論證充分；該課題來(lái)自工程實(shí)際，選題較好，有一定的實(shí)用價(jià)值。
是否同意參加答辯：同意
評(píng)分：
指導(dǎo)教師可參考以下標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分：①工作態(tài)度與紀(jì)律滿分20分；②基本理論、基本知識(shí)、外文、計(jì)算機(jī)水平滿分30分；③設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量水平及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)滿分50分；
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
評(píng)閱表
（評(píng)閱教師填寫）
學(xué)生姓名
題 目
全自動(dòng)真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)
選題
情況
難易程度
偏難
適中
偏易
過(guò)易
工作量
偏大
適中
偏少
過(guò)少
設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范性
優(yōu)
良
中
差
圖紙質(zhì)量
（無(wú)此項(xiàng)要求不填）
優(yōu)
良
中
差
實(shí)物性能
（無(wú)此項(xiàng)要求不填）
符合任務(wù)書
指標(biāo)要求
基本符合任務(wù)書要求
較差
評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn):
是否同意參加答辯：
評(píng)分：
評(píng)閱教師可參考以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分：
①設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)在質(zhì)量滿分70分；②設(shè)計(jì)（論文）創(chuàng)造性、實(shí)用性滿分30分
評(píng)閱教師簽名： 年 月 日
2
晶圓級(jí)MEMS真空包裝
R. Gooch,a) T. Schimert, W. McCardel, and B. Ritchey
雷聲系統(tǒng)公司，微軟35，達(dá)拉斯，德克薩斯州75243
D. Gilmour and W. Koziarz
空軍研究實(shí)驗(yàn)室/ IFTE，羅馬，紐約13441-4505
(1998年10月12日?1999年4月26日)
真空包裝的高性能紅外（IR）的MEMS非制冷探測(cè)器和陣列，慣性MEMS加速度計(jì)和陀螺儀，射頻（RF）MEMS諧振器是一個(gè)技術(shù)發(fā)展道路，以低成本，高容量的MEMS生產(chǎn)中的關(guān)鍵問(wèn)題。傳送到晶圓廠的晶圓級(jí)真空包裝，包裝操作。它是中性的產(chǎn)品使MEMS商用化的技術(shù)，為家庭，工業(yè)，汽車，環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用。 4英寸晶圓級(jí)真空包裝已被證明使用紅外MEMS測(cè)輻射熱計(jì)和結(jié)果將在這篇文章中提出。除了晶圓級(jí)封裝，組件級(jí)陶瓷真空包真空包裝的可靠性得到的結(jié)果也將提交。 ?1999美國(guó)真空學(xué)會(huì)。[S0734-2101?99！21204-3]
1、 引言
真空包裝的高性能紅外（IR）的MEMS非制冷探測(cè)器和陣列，以及慣性MEMS加速度計(jì)和陀螺儀，射頻（RF）MEMS諧振器是在技術(shù)發(fā)展道路的關(guān)鍵問(wèn)題，以低成本，高容量的MEMS生產(chǎn)。大多數(shù)非致冷探測(cè)器技術(shù)采用細(xì)長(zhǎng)的熱隔離腿支撐基板薄，熱響應(yīng)暫停膜像素設(shè)計(jì)熱隔離。典型的懸浮膜熱阻的熱隔離衡量ED是，即熱導(dǎo)。這樣的隔熱水平，需要分10毫托真空的真空環(huán)境，消除通過(guò)氣導(dǎo)包中的熱損失 。
圖1、組件級(jí)和晶圓級(jí)真空包裝比較方法
在這篇文章中，晶圓級(jí)紅外MEMS非制冷探測(cè)器的真空包裝的最新研究成果，提出了一個(gè)組件級(jí)陶瓷真空包裝方法的對(duì)比。組件級(jí)和晶圓級(jí)封裝方法的比較示于圖1。組件級(jí)真空包裝過(guò)程中涉及到MEMS晶圓切割和安裝在個(gè)別其后密封和測(cè)試的陶瓷封裝的MEMS芯片。在waferlevel包裝方法，MEMS模具密封在一個(gè)密封的過(guò)程，并隨后在晶圓級(jí)測(cè)試。晶圓被切割成個(gè)別真空包裝死于測(cè)試完成后。晶圓級(jí)真空包裝方法的主要優(yōu)點(diǎn)是大大降低了成本和相對(duì)較高的卷吞吐量組件級(jí)的真空包裝方法。晶圓級(jí)封裝還提供低成本微小型化和系統(tǒng)集成方面的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。
圖2（a）1英寸晶圓級(jí)真空包裝，密封環(huán)結(jié)構(gòu)（b）1及（c）英寸晶圓，4英寸晶圓
結(jié)果晶圓級(jí)真空包裝的a-Si微測(cè)陣列。分10毫托真空晶圓級(jí)封裝陣列已被證明。從正在進(jìn)行的密封式晶圓級(jí)封裝測(cè)試的結(jié)果表明，迄今沒(méi)有退化包真空包7個(gè)月的壽命。一個(gè)4英寸晶圓級(jí)真空包78％的晶圓密封產(chǎn)量的過(guò)程中已被證明。
還提出了一個(gè)84針0.7*0.7英寸腔和16針0.2*0.3英寸腔CERDIP封裝陶瓷真空包的可靠性結(jié)果。一個(gè)抗反射涂層的硅或鍺蓋密封陶瓷封裝。分10毫托真空包裝的a-Si微測(cè)陣列已被證明。此外，陶瓷真空包裝的微測(cè)陣列已受到烘烤的高溫穩(wěn)定性測(cè)試，在150°為在空軍研究實(shí)驗(yàn)室，紐約，羅馬，1500?沒(méi)有包真空退化。陶瓷真空包裝已使用可靠的a-Si微測(cè)陣列封裝熱阻接近輻射限制的包熱隔離 。
圖3、1英寸晶圓級(jí)<10毫托真空的真空包裝
二、晶圓級(jí)真空包裝
晶圓級(jí)真空包裝，低成本，高容量的紅外MEMS慣性MEMS，RF MEMS應(yīng)用正在開發(fā)中。1英寸，4英寸晶圓鋸的零件進(jìn)行了初步發(fā)展。的晶圓級(jí)封裝過(guò)程現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)大到4英寸晶圓。近日，4英寸晶圓級(jí)真空包裝示范使用的a-Si微測(cè)陣列晶片已進(jìn)行了密封晶圓產(chǎn)量的78％。
如圖1英寸晶圓級(jí)封裝2（a）。1英寸的一部分，有獨(dú)立包裝的死，硅微測(cè)每個(gè)密封環(huán)，見(jiàn)圖6。2（b）一個(gè)1英寸晶圓包含四個(gè)雙通道微測(cè)封裝模具和兩個(gè)四通道封裝模具，分別用于在紅外氣體傳感器的應(yīng)用。密封的熱輻射計(jì)腔如圖密封下運(yùn)行使用金屬互連解決。2（b）互連密封圈電絕緣氮化層分離。一個(gè)4英寸微測(cè)晶圓顯示密封圈結(jié)構(gòu)如圖2（c）。
晶圓級(jí)真空包裝，結(jié)果表明包真空<10毫托如圖3。為了獲得精確的校準(zhǔn)在晶圓級(jí)真空包裝模具的細(xì)胞壓力，孔鉆在一個(gè)密封包裝和包被放置在一個(gè)真空杜瓦獲得微測(cè)信號(hào)與真空壓力校準(zhǔn)曲線顯示在弄清楚。使用曲線，在密封包裝的信號(hào)（54毫伏）對(duì)應(yīng)到9毫托密封的真空度 。
圖4。晶圓級(jí)封裝超過(guò)7個(gè)月期間的穩(wěn)定
六個(gè)打包的穩(wěn)定真空度測(cè)量死在1英寸晶圓級(jí)封裝[圖2（B）]已進(jìn)行了7個(gè)月的期間內(nèi)沒(méi)有任何包裝模具的微測(cè)信號(hào)的退化。圖所示為真空晶圓級(jí)封裝123號(hào)穩(wěn)定結(jié)果如圖4。在五六個(gè)包模的微測(cè)信號(hào)顯示超過(guò)7個(gè)月的試驗(yàn)表明，晶圓級(jí)封裝真空并沒(méi)有惡化的時(shí)期保持穩(wěn)定。一個(gè)短的開發(fā)在封裝模具1號(hào)之后的第三次測(cè)量的數(shù)據(jù)不可用。這些結(jié)果是一個(gè)長(zhǎng)期可靠的非致冷探測(cè)器真空晶圓級(jí)封裝的第一個(gè)示范。該軟件包將繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，評(píng)估延長(zhǎng)一段時(shí)間的晶圓級(jí)真空包裝的完整性。
晶圓級(jí)封裝過(guò)程已擴(kuò)大到4英寸晶圓[圖2（c）條]近4英寸的a-Si輻射熱計(jì)晶圓級(jí)真空包裝示范參展密封產(chǎn)量的78％，整個(gè)功能模晶圓。密封4英寸晶圓鋸的個(gè)別模具，如圖9以下討論三 。
圖5。84引腳陶瓷封裝（a）顯示安裝陣列（二）密封
3、 用于組件級(jí)陶瓷真空包裝的可靠性研究
圖6。 84引腳陶瓷封裝結(jié)果
在本節(jié)中，將真空包裝的穩(wěn)定性和可靠性都高，高溫烘烤穩(wěn)定和組件級(jí)陶瓷封裝長(zhǎng)期的真空穩(wěn)定性試驗(yàn)獲得的研究。 84針陶瓷真空包裝，為大面積的MEMS開發(fā)，如圖5。如圖0.7開放84針氧化鋁陶瓷封裝*0.7英寸腔面積。 5（a）與兩個(gè)256*78A硅微測(cè)陣列安裝在腔。如圖焊接密封抗反射（AR）涂層鍺窗口（8-12微米的光譜帶通）包5（b）。 GE窗口，因?yàn)樗?-12微米波段的透明度。此外，低的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配之間的氧化鋁陶瓷封裝()和GE窗口(~)是產(chǎn)量高，質(zhì)量可靠焊接密封使用這種大包的過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵要求。
真空包裝在一個(gè)密封的84引腳封裝，得到的結(jié)果如圖6。至于與晶圓級(jí)封裝，真空校準(zhǔn)進(jìn)行封裝后密封，在密封包裝的蓋子上鉆一個(gè)孔，并放置在真空杜瓦包，獲得了微測(cè)信號(hào)與真空度的校準(zhǔn)曲線測(cè)試。大面積的84引腳陶瓷真空包裝后密封與真空度的微測(cè)信號(hào)校準(zhǔn)曲線如圖6。在這種情況下的密封包裝測(cè)輻射熱計(jì)的信號(hào)水平是101毫伏。從圖中的校準(zhǔn)曲線，這相當(dāng)于3毫托的真空密封包裝。
圖7。150℃烘烤84引腳陶瓷封裝的穩(wěn)定結(jié)果
兩個(gè)84引腳的陶瓷真空包裝，含雙256* 78陣列都受到高溫烘烤穩(wěn)定性測(cè)試，在空軍研究實(shí)驗(yàn)室，紐約，羅馬。在測(cè)試中，593和595包，以150℃烤1500?。結(jié)果，如圖所示。7，顯示為兩個(gè)通道，在每包（-6，-8）的輻射熱計(jì)的信號(hào)水平。該軟件包進(jìn)行了測(cè)試后共100小時(shí)，在150°C烘烤和復(fù)檢后，共有350個(gè)，1000和1500?，分別在150°?烤。 100小時(shí)后，在這兩個(gè)探測(cè)器的渠道表現(xiàn)出輻射熱計(jì)信號(hào)略有增加。?1500年之后，這兩個(gè)包中的探測(cè)器通道593基本保持不變。在595包，是一個(gè)信號(hào)后小幅回落350?由于部分分層抗反射涂層。然而，最后兩個(gè)通道的信號(hào)電平與初始信號(hào)電平，表示沒(méi)有真空包退化。
據(jù)悉，在圖的a-Si微測(cè)信號(hào)電平第7兩至三次較大，如圖6。相同的條件下進(jìn)行了測(cè)量?jī)商?。圖改進(jìn)的信號(hào)電平第7，由于最近的a-Si微測(cè)熱隔離像素增強(qiáng)。在這些的像素單元，大大提高熱電阻(熱導(dǎo)。已經(jīng)取得了比較以前的報(bào)告。
圖8。29日每月17 CERDIP封裝真空包裝真空穩(wěn)定的結(jié)果
最后，對(duì)于長(zhǎng)期包真空，它指出，84引腳的陶瓷真空包裝的最古老的，現(xiàn)在超過(guò)12月齡，表明沒(méi)有真空退化的跡象。此外，從長(zhǎng)期（29月），真空包裝的穩(wěn)定性試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了AR涂層的硅蓋密封包裝，年齡在圖使用以前開發(fā)的組件級(jí)別的16引腳cerdip真空。8。在圖中，最終微測(cè)信號(hào)的比例（29個(gè)月后）的初始信號(hào)顯示，基本上仍然是統(tǒng)一測(cè)試表明微測(cè)信號(hào)沒(méi)有退化，因此包真空超過(guò)29個(gè)月期間，為17個(gè)包。
圖9顯示了六個(gè)WLVP模具從密封4英寸晶圓被鋸掉，安裝和測(cè)試包進(jìn)行他們通過(guò)同一套陶瓷包裝的輻射熱計(jì)陣列的環(huán)境試驗(yàn)。評(píng)價(jià)是目前正在進(jìn)行。都死了幾百小時(shí)150°?烘烤后存活不變。
圖9。六WLVP模具在評(píng)價(jià)的84針包
四、 概要
真空包裝的高性能紅外MEMS的非制冷探測(cè)器和陣列，以及慣性MEMS加速度計(jì)和陀螺儀，射頻MEMS諧振器是一個(gè)低成本，大批量MEMS生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展路徑中的關(guān)鍵問(wèn)題。在這篇文章中，晶圓級(jí)紅外MEMS非制冷探測(cè)器的真空包裝的最新研究成果進(jìn)行了介紹和對(duì)比與組件級(jí)陶瓷真空包裝方法。在MEMS的晶圓級(jí)封裝方法，模具密封在一個(gè)密封的過(guò)程，并隨后在晶圓級(jí)測(cè)試。晶圓被切割成個(gè)別真空包裝死于測(cè)試完成后。晶圓級(jí)真空包裝方法的主要優(yōu)點(diǎn)是大大降低了成本和相對(duì)較高的卷吞吐量組件級(jí)別的真空包裝方法。晶圓級(jí)封裝還提供低成本微小型化和系統(tǒng)集成方面的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。
晶圓級(jí)真空包裝的a-Si微測(cè)陣列的結(jié)果。分10毫托真空晶圓級(jí)封裝陣列進(jìn)行了論證。從正在進(jìn)行的密封式晶圓級(jí)封裝測(cè)試的結(jié)果表明，迄今沒(méi)有退化包真空包7個(gè)月的壽命。一個(gè)4英寸晶圓級(jí)真空包78％的晶圓密封產(chǎn)量的過(guò)程中被證明。
還介紹了一個(gè)84針的0.7英寸*0.7英寸腔和16針0.2英寸*0.3英寸腔CERDIP封裝陶瓷真空包的可靠性結(jié)果。一個(gè)抗反射涂層的硅或鍺蓋密封陶瓷封裝。分10毫托真空包裝的a-Si微測(cè)陣列已被證明。此外，陶瓷真空包裝的微測(cè)陣列受到高溫穩(wěn)定性烤測(cè)試包真空中沒(méi)有退化為1500?150℃。
致謝
真空包裝的開發(fā)工作，支持DARPA的合同號(hào)F30602-97-C-0127，“MEMS真空包裝，COTR，杜安吉爾莫，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室，DARPA的ETO項(xiàng)目經(jīng)理，埃利亞斯Towe; DARPA的駐MEMS項(xiàng)目經(jīng)理，鋁皮薩諾。作者感謝卡洛斯·卡斯特羅有益的討論和支持。他們還感謝貝蒂莫西爾，簡(jiǎn)·亨利，約翰·克拉克，馬克Gulsvig，蘇珊·燕子和諾米·威廉姆斯，他們的技術(shù)援助。
1T。 schimert，R·古奇，W. McCardel，R.特里爾，S.萊羅，J.惠特尼，P.克羅格，和Ahne答，1996年環(huán)境和過(guò)程監(jiān)控，空氣及廢物的光學(xué)傳感技術(shù)的國(guó)際專業(yè)會(huì)議論文集管理協(xié)會(huì)，1997年，第67-77頁(yè)。
7
收藏