超声波精密封接是一种快速封装技术,具有局部加热,高效率和无需预处理等优点。随着超声波精密封接技术被引入到聚合物微纳器件的封装领域,提高封接行为的控制精度及一致性是封装的关键技术。本文以超声波的检测功能应用于聚合物超声波精密封接中的过程控制为目标,开展了对超声波精密封接中振动传递特征与界面聚合物物态转变之间联系的相关研究。为研究超声波精密封接中振动在聚合物微器件中的传递特征,对聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)微型连通管与基片的封接进行了仿真分析。首先建立超声波精密封接有限元模型,对熔接层材料进行参数设置,设计三步骤仿真试验流程。将仿真模型中基片与底座间的接触力设置为输出量,以熔接层温度为自变量获得对应于界面温度的振动传递曲线,结合聚合物材料的力学特性分析振动传递曲线的变化规律。通过对超声波精密封接试验台的优化设计,建立实时动态压力采集系统和在线温度检测检测平台。在PMMA的超声波精密封接中测量了振动传递与封接界面温度,利用小波包分析对振动传递波形进行分解,计算了各节点能量占比,对能量主要分布的频段进行小波包单节点重构,结合在线温度变化曲线及聚合物材料力学性能提取反映聚合物物态变化的特征子波频段。针对聚合物超声波精密封接过程,设计基于FIR滤波的在线特征频段滤波系统。提出基于特征子波振幅相对变化率连续变化的三阶段反馈控制方法,超声加载初期,在第一特征阶段,设计振幅相对变化率连续衰减的控制流程;在过渡特征阶段的振幅增大期,设计振幅相对变化率连续衰减后又增加的控制流程;针对第二特征阶段变化特点,以过渡特征阶段判断停止的时间点作为初始时刻,设计基于振幅相对变化率连续衰减的控制方法。并将三阶段反馈控制条件作为控制超声加载的参数,计算在各个特征处的界面熔合占比,分析特征子波与界面熔合程度的量化关系,实现对微器件超声波精密封接中界面熔合程度的选择性控制。