江西高精度微纳加工

    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。 未来几年微纳制造系统和平台的发展前景包括的方面：智能的、可升级的和适应性强的微纳制造系统。江西高精度微纳加工

微纳加工氧化工艺是在高温下，衬底的硅直接与O2发生反应生成SiO2，后续O2通过SiO2层扩散到Si/SiO2界面，继续与Si发生反应增加SiO2薄膜的厚度，生成1个单位厚度的SiO2薄膜，需要消耗0.445单位厚度的Si衬底；相对CVD工艺而言，氧化工艺可以制作更加致密的SiO2薄膜，有利于与其他材料制作更加牢固可靠的结构层，提高MEMS器件的可靠性。同时致密的SiO2薄膜有利于提高与其它材料的湿法刻蚀选择比，提高刻蚀加工精度，制作更加精密的MEMS器件。同时氧化工艺一般采用传统的炉管设备来制作，成本低，产量大，一次作业100片以上，SiO2薄膜一致性也可以做到更高+/-3%以内。上饶全套微纳加工在我国，微纳制造技术同样是重点发展方向之一。

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。

聚合物微纳系统是较具应用前景的微纳机电系统之一，按照微纳制品的空间结构形式可以分为一维、二维和三维微纳制造。一维微纳制造：微流控芯片、导光板、纳米薄膜、微纳过滤材料、微纳复合材料及器件等；二维微纳制造：纳米纤维、纳米中空纤维等；三维微纳制造：微泵、微换热器、微型减速器、微型按插件等。聚合物是许多微纳米系统的基础材料，聚合物微纳系统是较有希望在近期实现实际应用的系统之一，聚合物微纳尺度制造科学与技术在微纳制造技术中占有极其重要的地位。聚合物微加工工艺除了LIGA加工、准LIGA加工、小机械加工、超声波加工、等离子体加工、激光加工、离子束加工、电子束加工和快速成形等工艺外，还包括微注塑成型、微挤出成型以及微压印成型等。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。

高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作，这类光刻技术，像“写字”一样，通过控制聚焦电子束（光束）移动书写图案进行曝光，具有比较高的曝光精度，但这两种方法制作效率极低，尤其在大面积制作方面捉襟见肘，目前直写光刻技术*适用于小面积的微纳结构制作。近年来，三维浮雕微纳结构的需求越来越大，如闪耀光栅、菲涅尔透镜、多台阶微光学元件等。据悉，某公司新上市的手机产品中人脸识别模块就采用了多台阶微光学元件，以及当下如火如荼的无人驾驶技术中激光雷达光学系统也用到了复杂的微光学元件。这类精密的微纳结构光学元件需采用灰度光刻技术进行制作。直写技术，通过在光束移动过程中进行相应的曝光能量调节，可以实现良好的灰度光刻能力。微纳制造技术是由零件构成的部件或系统的设计、加工、组装、集成与应用技术。上饶全套微纳加工

在微纳加工过程中，薄膜的形成方法主要为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。江西高精度微纳加工

无论是大批量还是小规模生产定制产品，都需要开发新一代的模块化、知识密集的、可升级的和可快速配置的生产系统。而这将用到那些新近涌现出来的微纳技术研究成果以及新的工业生产理论体系。给出了微纳制造系统与平台的发展前景。未来几年微纳制造系统和平台的发展前景包括以下几个方面：（1）微纳制造系统的设计、建模和仿真；（2）智能的、可升级的和适应性强的微纳制造系统（工艺、设备和工具集成）；（3）新型灵活的、模块化的和网络化的系统结构，以构筑基于制造的知识。江西高精度微纳加工