微机械及其微细加工技术课件.pptVIP

第七章先进制造技术

第一节快速成形制造技术第二节精密超精密加工技术第三节微机械及其微细加工技术

一、简介微机械在美国常被称作微型机电系统（MicroelectromechanicalSystem,MEMS）；在日本称作微机器（Micromachine）；而在欧洲则称作微系统（Microsystem）。按外形尺寸，微机械可划分为1?10mm的微小型机械,1?m?1mm的微机械，以及1nm?1?m的纳米机械。

微机械具有以下几个基本特点：§体积小，精度高，重量轻。§性能稳定，可靠性高。§能耗低，灵敏性和工作效率高。§多功能和智能化。§适于大批量生产，制造成本低廉。

一些典型的微机械产品产品硅压力传感器主要应用领域航空航天，医疗器械研制国家及单位主要工艺方法美国斯坦福大学，加州弗里蒙特新传感器制造公司，日异向刻蚀工艺及加硼控制本横河电机公司等美国斯坦福大学，加州弗里蒙特新传感器制造公司，德国卡尔斯鲁核研究中心微结构技术研究所，瑞士纳沙泰尔电子和微型技术公司等美国斯坦福大学，法微加速度传感器微型温度传感器航空航天，汽车工业制版术和刻蚀工艺，LIGA技术航空航天，汽车工业螺旋状振动式压力传感器和加航空航天，制版术和刻蚀工艺制版术和刻蚀工艺制版术和刻蚀工艺制版术和异向刻蚀工艺制版术和刻蚀工艺异向刻蚀工艺LIGA技术加州弗里蒙特新传感器制造公司等德国慕尼黑夫琅霍费固体工艺研究所等速度传感器智能传感器汽车工业微机械人德国菲林根施韦宁根微技术研究所微型冷却器航空航天和电子工业，美国斯坦福大学，用于集成电路中类似于电子滤波器加州弗里蒙特新传感器制造公司等美国IC传感器制造公司等微型干涉仪硅材油墨喷嘴分离同位素的微喷嘴微型泵计算机设备核工业医疗器械，电子线路医疗器械美国斯坦福大学德国卡尔斯鲁核研究中心微结构技术研究所等日本东北大学，荷兰特温特大学，德国慕尼黑夫琅霍费刻蚀工艺固体工艺研究所等德国慕尼黑夫琅霍费固体工艺研究所和堆装技术制版术微型阀和刻蚀工艺制版术微型开关（密度12400个/cm2)航空航天和武器工业美国明尼苏达州大学和异向刻蚀工艺分离层技术，制版术微齿轮，微弹簧及微曲柄，叶微执行机构，核武器安美国加利福尼亚大学伯克利分校，片，棘轮全装置圣迪亚国家实验室和刻蚀工艺分离层技术直径的微静电电机计算机和通讯系统的控美国加利福尼亚大学伯克利分校，制麻省理工学院

二、微细加工技术§微细加工（Microfabrication）起源于半导体制造工艺，原来指加工尺度约在微米级范围的加工方式。在微机械研究领域中，它是微米级，亚微米级乃至毫微米级微细加工的通称。§制造微机械常采用的微细加工又可以进一步分为微米级微细加工(Micro-fabrication)，亚微米级微细加工(Sub-micro-fabrication)和纳米级微细加工(Nano-fabrication)等。§广义上的微细加工技术，几乎涉及了各种现代特种加工、高能束等加工方式。

从基本加工类型看，微细加工可大致分四类:§分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式；§接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工；§变形加工——使材料形状发生改变的加工方式；§材料处理或改性。

不同形式的微细加工方法加工类型加工机理加工方法化学分解（热激活式）（液体、气体、固体）电子化学分解（电解激活式）（液体、固体）蒸发（热式）（气体、固体）扩散分离（热式）（固体、液体、气体）熔化分离（热式）（固体、液体、气体）溅射（力学式）（固体）离子化表面原子的电场发射化学沉积及结合（固体、液体、气体）电化学沉积及结合（固体、液体、气体）热沉积及热结合（固体、液体、气体）扩散结合（热式）光刻、化学刻蚀、活性离子刻蚀、化学抛光电解抛光、电解加工（刻蚀）电子束加工、激光加工、热射线加工扩散去除加工（融化）分离加工熔化去除加工离子溅射加工、光子直接去除加工（X射线）用电场分离（STM加工、AFM加工）化学镀、气相镀、氧化及氮化激活反应镀ARP电镀、阳极氧化、电铸（电成型）、电泳成型蒸发沉积、外延生长、分子束外延烧结、发泡、离子渗氮接合加工『结合增长』熔化结合（热式）熔化镀、浸镀物理沉积及结合（力学式）注入（力学式）电子场发射溅射沉积、离子镀膜、离子束外延、离子束沉积离子注入加工STM加工变形加工热表面流动热流动表面加工（气体高温、高频电流、热射线、电子束、激光）液流（水）抛光、气体流动加工微细粒子流抛光（研磨、压光、精研）电磁成形、放电、悬臂弯曲、拉伸等STM装置粘滞性流动（力学式）摩擦流动（力学式）塑性变形分子定位材料处理或热激活（电子、光子、离子等）混合沉积（电子、离子、光子束）化学反应（电子、光子、离子等）加能化学反应（电子、