O sensor de atrito MEMS é um sensor MEMS tridimensional projetado especificamente para medir a resistência ao atrito na superfície de modelos de veículos hipersônicos. Para garantir uma montagem confiável, foi projetado um sistema de micro-montagem para o sensor de atrito MEMS, que inclui estudos sobre sistema de visão microscópica dupla, projeto de dispositivos de alta precisão, ferramentas de operação precisas, plataforma de posicionamento de alta precisão, algoritmos de reconhecimento visual de alta precisão e processo de aplicação de adesivo pontual. Primeiro, foi analisado e determinado que o desempenho do sensor está relacionado às tolerâncias geométricas e posicionais entre a haste flutuante do sensor e a montagem do chip, à concentricidade entre a superfície circular superior da haste flutuante e o orifício circular do componente na carcaça do sensor, bem como à planicidade e diferença de altura das superfícies finais. Em seguida, considerando os fatores influentes, foram projetados dispositivos de alta precisão para garantir que as tolerâncias geométricas e posicionais das peças do sensor estejam dentro do intervalo teórico antes da montagem, foram projetadas ferramentas de operação precisas para garantir a captura exata das peças e seu transporte estável durante a montagem, utilizou-se visão microscópica dupla para identificar com precisão a posição do orifício do eixo, e acionou-se uma plataforma de posicionamento precisa para transportar as peças às posições correspondentes de montagem. Por fim, estudou-se o impacto do processo de aplicação de adesivo no desempenho da montagem do sensor. Os resultados experimentais mostraram que, após a micro-montagem do sensor, o valor médio do desvio de concentricidade entre a cabeça flutuante e o orifício circular na carcaça do componente é cerca de 4,90 μm; o valor do desvio da diferença de altura entre a cabeça flutuante e a face final da tampa superior é de 1 μm. O sistema de micro-montagem do sensor de atrito MEMS atende completamente aos requisitos de montagem do sensor.

Tecnologia de encapsulamento MEMS; microoperação; visão microscópica; posicionamento preciso