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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/36663Full metadata record
| ???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.dcfield??? | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 沈弘俊 | |
| dc.contributor.author | Tzu-Heng Wu | en |
| dc.contributor.author | 吳咨亨 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-13T08:10:01Z | - |
| dc.date.available | 2007-07-27 | |
| dc.date.copyright | 2005-07-27 | |
| dc.date.issued | 2005 | |
| dc.date.submitted | 2005-07-21 | |
| dc.identifier.citation | Ahn, S. H. & Kim, Y. K., “Fabrication and experiment of a planar micro ion drag pump”, Sensors and Actuators A., Vol. 70, pp. 1-5, 1998.
Andersson, H., van der Wijngaart, W., Nilsson, P., Enoksson, P. & Stemme, G., “A valve-less diffuser micropump for microfluidic analytical systems ”, Sensors and Actuators B., Vol. 72, pp. 259-265, 2001. Daniel, T., Scott, R., “Chaotic mixing in three-dimensional microvascular networks fabricated by direct-write assembly”, Published online: 23 March 2003. Gerlach,T. & Wurmus, H., “Working principle and performance of the dynamic micropump”, Sensors and Actuators A., Vol. 50, pp135-140, 1995. Gerlach, T., Schuenemann, M. & Wurmus, H., “A new micropump principle of the reciprocating type using pryramidic micro flow channels as passive valves”, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 5, pp. 199-201, 1995. Gerlach, T., “Microdiffuser as dynamic passive valve for micropump applications”, Sensors and Actuators A., Vol. 69, pp. 181-191, 1998. Gobby, D., Angeli, P., & Gavriilidis, A., “Mixing characteristics of T-type microfluidic mixers”, Journal of Micromechanics and Microengineering , Vol. 11, 126–132, 2001. Khoo, M. & Lin, C., “A novel Micromachined Magnetic Membrane Microfluid Pump”, Proceeding of the 22nd Annual EMBS International Conference, pp. 2394-2397, 2000. Liu, R. H. et al., “Passive Mixing in a Three-dimensional Serpentine Microchannel” Journal of MEMS, Vol. 9, No. 2, pp.190-197, 2000. Olsson, A., Stemme, G. & Stemme, E., “A valve-less planar fluid pump with two pump chambers”, Sensors and Actuators A., Vol. 46, pp. 549-556, 1995. Olsson, A., Enoksson, P., Stemme, G. & Stemme, E., “A valve-less planar pump isotropically etched in silicon ”, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 6, pp. 87-91, 1996. Olsson, A., Stemme, G. & Stemme, E., “Diffuser-element design investigation for valve-less pumps”, Sensors and Actuators A., vol. 57, pp. 137-143, 1996. Olsson, A., Enoksson, P., Stemme, G. & Stemme, E., “Micromachined flat-walled valv-eless diffuser pumps”, Journal of microelectromechanical systems, Vol. 6, No. 2, June, pp. 161-166 , 1997. Olsson, A., Larsson, O., Holm, J., Lundbladh, L., Ohman, O. & Stemme, G., “valve-less diffuser micropumps fabricated using thermoplastic replication”, Sensors and Actuators A., Vol. 64, pp. 63-68, 1998. Stemme, E. & Stemme, G., “A valve-less diffuser/nozzle-based fluid pump”, Sensors and Actuators A., Vol. 39, pp. 159-167, 1993. Tsai, J. & Lin, L., “A Thermal-Bubble-Actuated Micronozzle-Diffuser Pump”, Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 11, pp. 665-671, 2002. Xia, Y. & Whitesides, G. M., “Soft Lithography”, Angew. Chem. Int. Ed., Vol. 37, pp. 550-575, 1998. Lee, Y. K. “Characterization of A MEMS-Fabricated Mixing Device” International Mechanical Engineering Congress & Exposition Orlando, Florida, pp.505-511, 2000 White, F. M. Fluid Mechanics. New York: McGraw-Hill, 1986. Yang, Z. & Matsumoto, S. “Ultrasonic micromixer for microfluidic systems”, Sensors and Actuators A.,Vol. 93, pp. 266-272, 2001. 林俊達, “無閥門微型幫浦之數值模擬”, 國立台灣大學應用力學所碩士論文, 2003. 楊政穎, 林俊達 & 李雨, “A valve-less micro-pump based on asymmetric obstacles”, 第七屆奈米工程暨微系統技術研討會論文集, pp. 330-333, 台灣大學, Nov. 20-21, 2003. 凃智凱, “新式無閥門微幫浦”, 國立台灣大學應用力學所碩士論文, 2004. 周卓明, 壓電力學, 全華科技圖書, 民國九十二年十一月初版, ISBN 957-21-4240-2平裝。 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/36663 | - |
| dc.description.abstract | 本研究利用微機電製程技術，成功製作出本身具有推動流體功能的微混合器，而不需要外加驅動流體的動力源，此微混合器的工作原理主要是利用微流道壁上所貼附的壓電片上下反覆震動作為流體驅動源及主動式混合元件，並於壓電片的上下游處各放置一個梯形擋體，或是前後不對稱擋體作為流體導向裝置及被動式混合元件，再利用微流道中凸塊的放置，增加流體的擾動，達成推動流體及混合的功能。在製作過程首先以矽晶圓為基材，利用乾蝕刻方式製作出微流道、擋體與凸塊，再將已開好流體注入孔的玻璃利用陽極鍵合方式封裝，最後再貼附上壓電片作為驅動源，即可完成微混合器的製作。利用螢光染料與食用色素做為觀察混合效果的工作流體，經由影像分析軟體，將CCD擷取到的混合影像灰階化，分析其混合效能。所製作出的微混合器在驅動電壓為40V時具有最佳的混合效果，其能產生的最大體積流率為43.31μl/min。本研究僅以一道光罩，完成具有多功能的晶片，相信將會對生醫檢測方面的應用有實質上之助益。 | zh_TW |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T08:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-94-R92543071-1.pdf: 986539 bytes, checksum: 5f89f5b1578b17ee807ced93f43d5bb8 (MD5) Previous issue date: 2005 | en |
| dc.description.tableofcontents | 摘要 .i
目錄 .ii 表目錄 .v 圖目錄 .vi 符號說明 .ix 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機 2 1-3 文獻回顧 3 1-4 研究目的 ....6 第二章 微混合器原理與設計 ..8 2-1 微幫浦工作原理 ..8 2-2 混合原理 ..9 2-3 微混合器的設計 .10 2-4 驅動方式 .10 2-5 基本壓電原理 .11 2-6 製程選擇 .13 2-6-1微流道製程 .13 2-6-2微流道封裝接合製程 .14 2-7 流道、凸塊及擋體尺寸設計……………………………….....15 2-8 夾持系統………….……………………………………………15 第三章 元件製作 .17 3-1 光罩製作 .17 3-2 基材清潔 .17 3-3 矽晶圓微流道製作 .19 3-3-1黃光室微影製程 .19 3-3-2光阻的選擇 .19 3-3-3微影製作流程 .20 3-3-4矽晶圓微流道乾蝕刻製程 .22 3-3-5電感耦合電漿蝕刻機(ICP)工作原理 .22 3-3-6乾蝕刻流程 .23 3-4 矽晶圓微流道之封裝 .23 3-4-1 7740玻璃開孔 .23 3-4-2 7740玻璃與矽晶圓微流道之接合 .24 3-4-3壓電片的選用與貼附 .25 3-5 實驗儀器與設備架設.............................................................26 第四章 實驗結果與討論 .27 4-1 微流道的製作結果 .27 4-2 元件封裝結果 .27 4-3 實驗分析方法 .28 4-4 微混合器測試結果.................................................................30 4-5 測試結果分析與討論 .34 第五章 結論與未來展望 .36 5-1 結論 .36 5-2 未來展望 .37 參考文獻 .39 附表 .42 附圖 .44 表目錄 表 1 混合區域尺寸 42 表 2 最佳工作頻率 42 表 3 體積流率實驗資料………………………………………….…42 表 4 混合指標……………………………………………………….42 圖目錄 圖 1-1 Gerlach et al. 所提出的無閥門微幫浦 .44 圖 1-2 平面型無閥門微幫浦 .44 圖 1-3 由等向性濕蝕刻技術製作的雙槽式（double-chamber）無閥門型幫浦照片 .45 圖 1-4 由DRIE 蝕刻技術製作的雙槽式（double-chamber），由圓形壓電薄膜驅動的無閥門微型幫浦照 .45 圖 1-5 Y型流道接上漸縮管之示意圖 .46 圖 1-6 氣壓式混合器 .46 圖 1-7 超音波微混合器結構圖 .47 圖 1-8 超音波微混合器實體圖 .47 圖 1-9 Y型流道與方波流道之結合示意圖 .48 圖 2-1 無閥門微幫浦的作動原理 .48 圖 2-2 本研究新式無閥微幫浦元件完成示意圖 .49 圖 2-3 壓電效應示意圖 .49 圖 2-4 蝕刻特性圖 .50 圖 2-5 靜電鍵合示意圖 .50 圖 2-6 無閥門微幫浦設計尺寸示意圖 .51 圖 2-7 擴散器角度與壓力損失係數關係圖 .51 圖 2-8 擴散器幾何尺寸 .52 圖 2-9 擴散器穩定圖 .52 圖 2-10 微混合器示意圖 .53 圖 2-11 混合區域圖 .53 圖 2-12 壓克力夾具 .53 圖 3-1 矽晶圓微流道製作流程圖 .54 圖 3-2 玻璃開孔與接合製程示意圖 .55 圖 3-3 鑽床搭配鑽石鑽頭進行玻璃開孔 .56 圖 3-4 陽極鍵合實驗設備 .56 圖 3-5 晶圓切割機 .57 圖 3-6 實驗量測設備架設示意圖 .57 圖 4-1 蝕刻成功之微流道 .58 圖 4-2 微流道高度測量圖 .58 圖 4-3 微混合器實體圖 .59 圖 4-4 背壓量測示意圖 .59 圖 4-5 體積流率量測示意圖 .60 圖 4-6 食用色素灰階強度分佈圖 .60 圖 4-7 食用色素混合現象圖 .61 圖 4-8 流道截面之灰階分佈圖 .61 圖 4-9 染料混合濃度與灰階強度關係圖(1) .62 圖 4-10 染料混合濃度與灰階強度關係圖(2) .62 圖 4-11 Type I驅動電壓30V∼50V之混合影像 .63 圖 4-12 Type I驅動電壓30V∼50V微流道中灰階強度分佈圖 .64 圖 4-13 Type I混合指標分佈圖 .65 圖 4-14 Type II驅動電壓30V∼50V之混合影像 .66 圖 4-15 Type II驅動電壓30V∼50V微流道中灰階強度分佈圖 .67 圖 4-16 Type II混合指標分佈圖 .68 圖 4-17 Type III驅動電壓30V∼50V之混合影像 .69 圖 4-18 Type III驅動電壓30V∼50V微流道中灰階強度分佈圖 .70 圖 4-19 Type III混合指標分佈圖 .71 圖 4-20 Type IV驅動電壓30V∼50V之混合影像 .72 圖 4-21 Type IV驅動電壓30V∼50V微流道中灰階強度分佈圖 .73 圖 4-22 Type IV混合指標分佈圖 .74 圖 4-23 流量與驅動電壓關係圖 .75 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 微機電製程 | zh_TW |
| dc.subject | 壓電片 | zh_TW |
| dc.subject | 微混合器 | zh_TW |
| dc.subject | MEMS | en |
| dc.subject | PZT | en |
| dc.subject | Micromixer | en |
| dc.title | 無閥門壓電微幫浦與微混合器之整合設計 | zh_TW |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 93-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 吳光鐘,李雨 | |
| dc.subject.keyword | 微機電製程,微混合器,壓電片, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | MEMS,Micromixer,PZT, | en |
| dc.relation.page | 74 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2005-07-21 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 應用力學研究所 | zh_TW |
| Appears in Collections: | 應用力學研究所 | |
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