微装配与微操作和传统的装配(一般称为“宏”装配)有很大
的不同,主要是微装配与微操作的对象尺寸是微米以下级的。
当球半径小于1mm 时,表面张力总是大于重力,当球半径小于
0. 1 mm 时,范德华力总是大于重力,而当球的半径小于0. 01 mm
时,静电力要大于重力,而在这三种力中,表面张力的影响最大。
表面张力主要受环境湿度和互相接触物体的表面材料影响。干燥或
真空的环境、不吸水的表面涂层都可减小表面张力。静电力主要产
生于摩擦和物体的碰撞,带不同电荷的物体将产生静电力。表面张
力和静电力很难建立起力学模型,所以在微器件的装配与操作中一
般使用闭环控制。同时,由于重力因数下降,当操作手爪靠近微器
件时,微器件会突然吸附在手爪上,而当释放微器件时,它又会粘
连在手爪上,
同样,也由于重力的减小,使得器件装配时几乎感觉不到力的
反馈,而微小的器件又容易破碎,所以在装配时必须使用微力传感
器进行力的反馈。要检测到微小力的反馈,力传感器的设计面临挑
战。另外,由于器件的尺寸为微米以下量级,它的定位精度要求达
到几百纳米,普通的机械手是无法达到这样精度的,必须设计高精
度的微装配与微操作手爪。