微纳制造技术一般是指微米、纳米级的材料、设计、制造、测量控制和产品的研发、加工、制造以及应用技术。微纳制造技术是继IT、生物技术之后,21世纪较具发展潜力的研究领域和新兴产业之一。微纳制造技术较早是由加工精度研究的角度延伸出来的。伴随着科技进步和制造业的快速发展,人们对加工精度的要求越来越高,传统加工方式的加工精度越来越难以满足诸多领域的应用和研究需求。这一需求促使人们投入到更高精度加工技术的研发上。从较初的毫米级(10-3m)到微米级(10-6m)和纳米级(10-9m),人类的制造水平逐步由宏观尺度向微观尺度迈进,“微纳制造技术”的概念也应运而生。微纳加工技术的特点:微型化。商洛微纳加工技术
微纳加工中蒸镀的物理过程包括:沉积材料蒸发或升华为气态粒子→气态粒子快速从蒸发源向基片表面输送→气态粒子附着在基片表面形核、长大成固体薄膜→薄膜原子重构或产生化学键合。将衬底放入真空室内,以电阻、电子束、激光等方法加热膜料,使膜料蒸发或升华,气化为具有一定能量(~eV)的粒子(原子、分子或原子团)。气态粒子以基本无碰撞的直线运动飞速传送至衬底,到达衬底表面的粒子一部分被反射,另一部分吸附在衬底上并发生表面扩散,沉积原子之间产生二维碰撞,形成簇团,有的可能在表面短时停留后又蒸发。粒子簇团不断地与扩散粒子相碰撞,或吸附单粒子,或放出单粒子。此过程反复进行,当聚集的粒子数超过某一临界值时就变为稳定的核,再继续吸附扩散粒子而逐步长大,终通过相邻稳定核的接触、合并,形成连续薄膜。膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。所谓溅射镀膜是指在真空室中,利用荷能粒子(如正离子)轰击靶材,使靶材表面原子或原子团逸出,逸出的原子在工件的表面形成与靶材成分相同的薄膜,这种制备薄膜的方法称为溅射镀膜。目前,溅射法主要用于形成金属或合金薄膜,特别是用于制作电子元件的电极和玻璃表面红外线反射薄膜。 南平微纳加工中心应用于MEMS制作的衬底可以说是各种各样的,如硅晶圆、玻璃晶圆、塑料、还其他的材料。
当前纳米制造技术在环境友好方面有望大展身手的一些领域:1、照明:对于传统的白炽光源来说,LEDs是一种高效能的替代,纳米技术可用来开发更多新的光源。2、发动机/燃料效率:采用纳米颗粒燃料添加剂能够减少柴油机的能耗并改善局部空气质量。微纳材料也用来改善飞机涡轮叶片的热阻性能,使得发动机可以在更高的温度下继续运转,进而提高整个发动机的效率。3、减重:新型较强度复合材料能够减轻材料的重量。未来的目标包括:在金属合金和塑料中掺杂纳米管来减少飞机的重量;改进橡胶配方中掺杂入轮胎的纳米颗粒;利用通过纳米技术制得的汽车等的催化式排气净化器优化车内燃料的燃烧过程。
基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程:掩模(mask)制备、图形形成及转移(涂胶、曝光、显影)、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜(抗蚀胶),曝光系统把掩模板的图形投射在(抗蚀胶)薄膜上,光(光子)的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用,形成微细图形的潜像,再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口,后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。微纳制造技术研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。
微流控芯片是在普通毛细管电泳的基本原理和技术的基础上,利用微加工技术在硅、石英、玻璃或高分子聚合物基质材料上加工出各种微细结构,如管道、反应池、电极之类的功能单元,完成生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生化反应、处理(混合、过滤、稀释)、分离检测等一系列任务,具有快速、高效、低耗、分析过程自动化和应用范围广等特点的微型分析实验装置。目前已成为微全分析系统(micrototalanalysissystems,μ-TAS)和芯片实验室(labonachip)的发展重点和前沿领域。为常见的聚合物微流控芯片形式。近年来,由于生化分析的复杂性和多样性需求,微流控芯片技术的发展愈发趋于组合化和集成化,在一块芯片基片上集成多种功能单元成为一种常见形式,普遍应用于医学诊断、医学分析、药物筛选、环境监测和燃料电池技术等诸多领域。基于高通量快速分离的需要,多通道阵列并行操作是微流控芯片的发展的趋势,芯片微通道数量已从较初的12通道、96通道,发展到现在的384通道。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。邢台微纳加工技术
微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件的优化设计、加工、组装、系统集成与应用技术。商洛微纳加工技术
通过在聚合物表面构造微纳米尺度结构及其阵列,可以得到聚合物微纳结构制件,不同种类的微纳结构赋予聚合物制件许多特殊的功能。如具有微槽流道的微流控生物芯片;具有微纳透镜阵列的光学元件,如导光板、偏光板等;具有仿生微结构的疏水薄膜以及具有高深宽比V槽结构的微结构换热器等。上述微结构制件在生物医学分析、药物开发、无痛给药、微反应过程、LCD显示器关键光学材料、高效换热等场合发挥了重要的作用。随着聚合物成型方法的不断成熟与发展,聚合物微结构器件的种类和应用范围也随之丰富与扩大。商洛微纳加工技术