微技术中使用的液体夹钳

　　微系统工程的开发中，主要难题是制作极其微小的元件以及它们的装配。其中，夹持工艺起着决定性的作用，因为使用通常的技术，可能会损坏这些微小的结构。最近，夫琅　　霍费生产技术与自动化研究所研制出一种用于微系统的粘附钳手，用酒精作为粘附液。

　　1.微系统工程中的初始状态

　　许多专家认为，微系统工程是21世纪的关键工艺，所以目前在该领域的开发工作中，付出了很大的努力，制成了许多原型样机，然而，其中在微致动技术、微传感技术、微光学　　领域的研究成果，却只有很少一部份转换为工业实用阶段。

　　其主要问题反映在装配方面，因为，样机在实验室里的成功，是在花费了许多时间，甚至是以手工方式装配的，并未实现自动化和价格合理的装配，部分原因是尚缺少这方面　　必要的工艺。

　　未来微系统的生产，由于功能载体多样性的增加(它们并非在硅基板上制成)，明显的趋势是要大力开发与实现混合型、由多个元件组合而成的微系统。自动化系列装配所必要的方法，要逐步开发直至完善。

　　特别在夹持工艺上还有较大的问题，因为，有部分很小的部件，由于夹持而造成损坏或部分功能受到影响，同样，还应当解决由于　夹钳尺寸过大而造成并合过程的困难。利用　　已知的夹持工艺并不能完全保证不出现以上问题，特别是装配微系统中表面敏感的易损部件。

　　2.微系统的夹持工艺

　　微系统工程元件的夹持，可以总结出一系列的工作原理，它们都是在一般的装配工作中使用过或实验过的。

　　·通过结构单元的动力啮合夹持;

　　·通过结构单元的形状配合夹持;

　　·利用真空夹持;

　　·利用粘附材料夹持;

　　·磁力夹持。

微系统工程元件夹持可补充利用的还有以下物理效应和原理:

　　.静电学

　　·压电效应

　　·形状记忆效应

　　·状态变化(冻结)。

　　利用压电效应或形状记忆效应工作的夹钳，作成形状配合或动力啮合传递的机械夹钳;这些物理效应只是用作力和运动的产生。

　　3.利用液体夹持元件

　　利用低粘度液体对易损元件进行夹持抓取，与别的方法相比有许多优点。这一原理的主要特点是，元件在夹持过程中，最多是以一个边与夹钳产生机械接触，所有敏感结构只　与液体触及，这样，只有很少的力作用这些结构，因此不会受损坏。

　　作用于元件的力是由不同的分力合成的(见图1)，一部分起作用的是毛细力，它垂直作用于夹持面，反作用于元件的重力，夹钳到元件的距离逐渐变小，而力逐渐变大。另一部　　分起作用的是表面力，它在粘附剂适当配量的情况下，将元件的边缘吸到夹钳的边缘，并自动使元件在夹钳的表面定中心。