微纳制造包括微制造和纳制造两个方面。(1)微制造有两种不同的微制造工艺方式,一种是基于半导体制造工艺的光刻技术、LIGA技术、键合技术、封装技术等,这些工艺技术方法较为成熟,但普遍存在加工材料单一、加工设备昂贵等问题,且只能加工结构简单的二维或准三维微机械零件,无法进行复杂的三维微机械零件的加工;另一种是机械微加工,是指采用机械加工、特种加工及其他成形技术等传统加工技术形成的微加工技术,可进行三维复杂曲面零件的加工,加工材料不受限制,包括微细磨削、微细车削、微细铣削、微细钻削、微冲压、微成形等。(2)纳制造纳制造是指具有特定功能的纳米尺度的结构、器件和系统的制造技术,包括纳米压印技术、刻划技术、原子操纵技术等。微纳加工涉及领域广、多学科交叉融合,其较主要的发展方向是微纳器件与系统(MEMS)。赣州微纳加工设备
获得或保持率先竞争对手的优势将维持强劲的经济、提供动力以满足社会需求,而微纳制造技术能力正在成为这其中的关键使能因素。微纳制造技术可以帮助企业、产业形成竞争优势。得益于私营部门和公共部门之间的合作,它们的快速发展提升了许多不同应用领域的欧洲公司的市场份额,促进了协作研究。需要强调的,产业界和学术界的合作在增加公司的市场实力上发挥了重要作用;这种合作使得那些阻碍创新、新技术与高水平的教育需求等进展的问题的解决变得更为容易。赣州微纳加工设备微纳加工平台支持基础信息器件与系统等多领域、交叉学科,开展前沿信息科学研究和技术开发。
目前微纳制造领域较常用的一种微细加工技术是LIGA。这项技术由于可加工尺寸小、精度高,适合加工半导体材料,因而在半导体产业中得到普遍的应用,其较基础的中心技术是光刻,即曝光和刻蚀工艺。随着LIGA技术的发展,人们开发出了比较多种不同的曝光、刻蚀工艺,以满足不同精度尺寸、生产效率等的需求。LIGA技术经过多年的发展,工艺已经相当成熟,但是这项技术的基本原理决定了它必然会存在的一些缺陷,比如工艺过程复杂、制备环境要求高(比如需要净化间等)、设备投入大、生产成本高等。
溅射镀膜有两种方式:一种称为离子束溅射,指真空状态下用离子束轰击靶表面,使溅射出的粒子在基体表面成膜,该工艺较为昂贵,主要用于制取特殊的薄膜;另一种称为阴极溅射,主要利用低压气体放电现象,使处于等离子状态下的离子轰击靶面,溅射出的粒子沉积在基体上。它采用平行板电极结构,膜料物质做成的大面积靶为阴极,支持基体的基板为阳极,安装于钟罩式真空容器内。为减少污染,先将钟罩内的压强抽到小于10-3~10-4Pa,然后充入Ar气,使压强维持在1~10Pa。在两极之间加数千伏的电压进行溅射镀膜。与蒸发镀膜相比,溅射镀膜时靶材(膜料)无相变,化合物成分稳定,合金不易分馏,因此适合制备的膜材非常广。由于溅射沉积到衬底上的粒子能量比蒸发时的能量高50倍,它们对衬底有清洗和升温作用,所以形成的薄膜附着力大。特别是溅射镀膜容易控制膜的成分,通过直接溅射或者反应溅射,可以制备大面积均匀的各种合金膜、化合物膜、多层膜和复合膜。溅射镀膜易实现连续化、自动化作业和规模化生产。但是,由于溅射时要使用高电压和气体,所以装置比较复杂,薄膜易受溅射气氛的影响,薄膜沉积速率也较低。此外,溅射镀膜需要事先制备各种成分的靶,装卸靶不太方便。 新一代微纳制造系统应满足的要求:能生产多种多样高度复杂的微纳产品。
微纳加工设备主要有:光刻、刻蚀、镀膜、湿法腐蚀、绝缘层镀膜等。微纳检测主要是表征检测:原子力显微镜、扫描电镜、扫描显微镜、XRD、台阶仪等。每一个设备都包含比较多具体的分类。光刻机,也被称为曝光机,三大类:步进式光刻机,接触接近式光刻,电子束曝光。微纳制造技术是指尺度为毫米、微米和纳米量级的零件,以及由这些零件构成的部件或系统的设计、加工、组装、集成与应用技术。传统“宏”机械制造技术已不能满足这些“微”机械和“微”系统的高精度制造和装配加工要求,必须研究和应用微纳制造的技术与方法。微纳制造技术是微传感器、微执行器、微结构和功能微纳系统制造的基本手段和重要基础。通过光刻技术制作出的微纳结构需进一步通过刻蚀或者镀膜,才可获得所需的结构或元件。赣州微纳加工设备
湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法。赣州微纳加工设备
纳秒和飞秒之间,皮秒激光微纳加工应用独具优势!与传统的微纳加工技术相比,激光微纳加工具有如下独特的优点:非接触加工不损坏工具、能量可调、加工方式灵活、可实现柔性加工等。其中全固态皮秒激光具有极窄的脉冲宽度(皮秒)、极高的峰值功率(兆瓦)以及优异的光束质量,被广泛应用于各种金属、非金属材料的精密加工。研究表明,脉冲宽度高于10ps的皮秒激光加工过程中有明显的热效应存在,而且随着激光与材料作用时间的增加,工件表面会产生微裂纹以及再铸层;脉冲宽度低于5ps的皮秒激光与材料作用时会产生非线性效应,这对金属材料的加工非常不利。因此,适合微纳精密加工用的皮秒激光的脉冲宽度在5~10ps之间。为了提高加工效率,重复频率一般设定在十万赫兹量级,而平均功率则根据所加工材料的烧蚀阈值而定。赣州微纳加工设备