微細加工技術(shù)張浪龔英2011級機制一班微細加工概述微細加工的特點微細加工的方法技術(shù)微細加工發(fā)展方向和趨勢微細加工（MicroMachining）

微機械——微型機電系統(tǒng)（MicroElectro-Mechanicalsystems,MEMS，美國)，在日本稱為微機械（micromachine），而在歐洲則稱為微系統(tǒng)（Micro-system）。而微細加工技術(shù)是微機械的一個重要基礎(chǔ)，是指加工尺度為微米級范圍的加工方式。

微細加工起源于半導(dǎo)體制造工藝，加工方式十分豐富，包含了微細機械加工、各種現(xiàn)代特種加工、高能束加工等方式。微細加工的特點1、體積小，精度高，重量輕其體積可達亞微米以下，尺寸精度達納米級，重量可達納克。目前已經(jīng)制造出直徑細如發(fā)絲的齒輪，有資料表明，科學(xué)家們已能在5平米內(nèi)放置1000臺微型發(fā)動機。2、性能穩(wěn)定，可靠性好由于微機械體積小，幾乎不受熱膨脹、噪聲等影響，具有較高的抗干擾性，可在較差的環(huán)境里穩(wěn)定的工作。

3、能耗低，靈敏度和工作效率高耗能遠小于傳統(tǒng)機械的十分之一4、多功能和智能化微機械集傳感器、執(zhí)行器、信號處理器和電路控制于一體，故而易于實現(xiàn)多能化和智能化5、適用于大批量生產(chǎn)，制造成本低

微細加工工藝方法1.超微機械加工2.光刻加工3.LIGA技術(shù)4.封接技術(shù)5.分子裝配技術(shù)一、超微機械加工□超微機械加工是指用精密金屬切割機床和電火花、線切割等加工方法，制造毫米級尺寸以下微機械微零件，是一種三維實體加工技術(shù)，多是單件加工、單件裝配，費用較高。微細切削加工適合所有金屬、塑料、及工程陶瓷材料。切削方式有車削、銑削、鉆削等。但其刀具和電極的定位安裝十分困難。二、光刻技術(shù)□光刻技術(shù)是在一片平整的硅片上構(gòu)建半導(dǎo)體MOS管和電路的基礎(chǔ)，這其中包含有很多步驟與流程。首先要在硅片上涂上一層耐腐蝕的光刻膠，隨后讓強光通過一塊刻有電路圖案的鏤空掩模板（MASK）照射在硅片上。被照射到的部分(如源區(qū)和漏區(qū))光刻膠會發(fā)生變質(zhì)，而構(gòu)筑柵區(qū)的地方不會被照射到，所以光刻膠會仍舊粘連在上面。接下來就是用腐蝕性液體清洗硅片，變質(zhì)的光刻膠被除去，露出下面的硅片，而柵區(qū)在光刻膠的保護下不會受到影響。隨后就是粒子沉積、掩膜、刻線等操作，直到最后形成成品晶片（WAFER）。光刻技術(shù)常規(guī)光刻技術(shù)是采用波長為2000～4500埃的紫外光作為圖像信息載體，以光致抗光刻技術(shù)蝕劑為中間（圖像記錄）媒介實現(xiàn)圖形的變換、轉(zhuǎn)移和處理，最終把圖像信息傳遞到晶片(主要指硅片)或介質(zhì)層上的一種工藝（圖1）。在廣義上，它包括光復(fù)印和刻蝕工藝兩個主要方面。光刻技術(shù)①刻蝕工藝：利用化學(xué)或物理方法，將抗蝕劑薄層未掩蔽的晶片表面或介質(zhì)層除去，從而在晶片表面或介質(zhì)層上獲得與抗蝕劑薄層圖形完全一致的圖形。集成電路各功能層是立體重疊的，因而光刻工藝總是多次反復(fù)進行。例如，大規(guī)模集成電路要經(jīng)過約10次光刻才能完成各層圖形的全部傳遞。在狹義上，光刻工藝僅指光復(fù)印工藝,即圖1中從④到⑤或從③到⑤的工藝過程。光刻技術(shù)①光復(fù)印工藝：經(jīng)曝光系統(tǒng)將預(yù)制在掩模版上的器件或電路圖形按所要求的位置，精確傳遞到預(yù)涂在晶片表面或介質(zhì)層上的光致抗蝕劑薄層上。光刻技術(shù)基本步驟1.氣相成底模2.旋轉(zhuǎn)烘膠3.軟烘4.對準和曝光5.曝光后烘焙（PEB）6.顯影7.堅膜烘焙8.顯影檢查三、LIGA技術(shù)□LIGA即光刻、電鑄和注塑的縮寫。是一種公認的全新三維立體微細加工技術(shù)。□LIGA工藝過程為：1、深層同步輻射X射線光刻，把從同步輻射源放射出的具有短波長和很高平行度的X射線作為曝光光源，可在最大厚度達500微米的光致抗蝕劑上生成曝光圖形的三圍實體。2、電鑄成型，用曝光蝕刻的圖形實體作為電鑄用胎膜，用電沉積方法在胎膜上沉積金屬以形成金屬微機構(gòu)零件。3、注射，將電鑄制成的金屬微機構(gòu)作為注射成型的模具，便可加工出所需的微型零件。LIGA技術(shù)四、封接技術(shù)□封接就是把分開制作的微機械部分在使用黏合劑的情況下連接在一起，封在殼中使其滿足使用要求。封接技術(shù)影響到整個微系統(tǒng)的功能和尺寸，可以說是微機械系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。五、分子裝配技術(shù)□分子裝配技術(shù)是指兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結(jié)合在一起，形成復(fù)雜的、有組織的聚集體，保持一定的完整性，使它具有明確的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀特性，進行分子和原子的裝配制作微機械，這是一種納米級的微加工技術(shù)，是一種從物質(zhì)的微觀角度來構(gòu)造、制作微機械的工藝方法。微細加工技術(shù)國外發(fā)展□在超精密加工技術(shù)領(lǐng)域起步最早和技術(shù)領(lǐng)先的國家是美國，其次是日本和歐洲的一些國家。美國超精密加工技術(shù)的發(fā)展得到了政府和軍方的財政支持，近年，美國執(zhí)行了“微米和納米級技術(shù)"國家關(guān)鍵技術(shù)計劃，國防部陸、海、空三軍組成了特別委員會，統(tǒng)一協(xié)調(diào)研究工作?！跞毡緦Τ芗夹g(shù)的發(fā)展也十分重視，70年代初，日本成立了超精密加工技術(shù)委員會，制定了技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，成為此項技術(shù)發(fā)展速度最快的國家。日本現(xiàn)有20多家超精密加工機床研制公司，重點開發(fā)民用產(chǎn)品所需的加工設(shè)備并力圖使設(shè)備系列化，成批生產(chǎn)了多品種商品化的超精密加工機床。在超精密切削技術(shù)發(fā)展比較成熟后，日本已將褐色金屬、陶瓷和半導(dǎo)體功能材料的超精密加工技術(shù)作為重要的研究開發(fā)項目。日本的研究創(chuàng)新意識強，不是單純地模仿國外的做法，而是積極地利用外國技術(shù)并結(jié)合本國特點和生存環(huán)境，走出了一條自己的發(fā)展道路。微細加工技術(shù)國外發(fā)展□歐洲等國也將超精密加工技術(shù)的發(fā)展放在重要位置，60年代起英國開始研究超精密加工技術(shù)，克蘭菲爾德大學(xué)精密工程研究所相繼研制出能加工大型非球面反射鏡的數(shù)控金剛石立式車床、加工大型非對稱結(jié)構(gòu)光學(xué)零件的數(shù)控超精密磨床、研制了脆性材料的超精密磨削工藝?，F(xiàn)已成立了國家納米技術(shù)戰(zhàn)略委員會，正在執(zhí)行國家納米技術(shù)研究計劃。德國和瑞士也有比較強的超精密加工能力。1992年后，歐洲實施了一系列的聯(lián)合研究與發(fā)展計劃，加強和推動超精密加工技術(shù)的發(fā)展。超精密車削、磨削和研磨是已經(jīng)發(fā)展成熟并大量應(yīng)用的加工技術(shù)。日本開發(fā)了外圓和平面等多種類型的研磨機，美國也研制成功了加工陀螺零件的球形研磨機。微細加工技術(shù)發(fā)展與趨勢

微細加工技術(shù)是精密加工技術(shù)的一個分支，面向微細加工的電加工技術(shù),激光微孔加工、水射流微細微細加工技術(shù)是精密加工技術(shù)的一個分支，面向微細加工的加工技術(shù),激光微孔加工、水射流微細切割技術(shù)等等在發(fā)展國民經(jīng)濟，振興我國國防事業(yè)等發(fā)面都有非常重要的意義，這一領(lǐng)域的發(fā)展對未來的國民經(jīng)濟、科學(xué)技產(chǎn)生巨大影響，先進國家紛紛將之列為未來關(guān)鍵技術(shù)之一并擴大投資和加強基礎(chǔ)研究與開發(fā)。所以我們有理由有必要加快這一領(lǐng)域的發(fā)展和開發(fā)進程。隨著20世紀80年代后期微機械、微機電系統(tǒng)這一門新興交叉學(xué)科的興起,微細加工技術(shù)作為得微機械、微機電系統(tǒng)的必要手段,得到了快速的發(fā)展。微細加工技術(shù)起源于平面硅工藝,但隨著半導(dǎo)體器件、集成電路、微型機械等技術(shù)的發(fā)展與需求,微細加工技術(shù)已經(jīng)成為一門多學(xué)科交叉的制造系統(tǒng)工程和綜合高新技術(shù),廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、生物工程、信息、航空航天、半導(dǎo)體工業(yè)、軍事、汽車等領(lǐng)域,給國民經(jīng)濟、人民生活和國防、軍事等帶來了深遠的影響,被列為21世紀關(guān)鍵技術(shù)之一。微細加工技術(shù)發(fā)展與趨勢

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展有兩大趨勢:一：是向著自動化、柔性化、集成化、智能化等方向發(fā)展。二