在过去的几年中,全球各地的研究机构和大学已开始集中研究微观和纳米尺度现象、器件和系统。虽然这一领域的研究产生了微纳制造方面的先进知识,但比较显然,这些知识的产业应用将是增强这些技术未来增长的关键。虽然在这些领域的大规模生产方面已经取得了进步,但微纳制造技术的主要生产环境仍然是停留在实验室中,在企业的大规模生产环境中难得一见。这就导致企业在是否采用这些技术方面犹豫不决,担心它们可能引入未知因素,影响制造链的性能与质量。就这一点而言,投资于基础设施的发展,如更高的模块化、灵活性和可扩展性可能会有助于生产成本的减少,对于新生产平台成功推广至关重要。这将有助于吸引产业界的积极参与,与率先的研究实验室一起推动微纳产品的不断升级换代。微纳制造技术属国际前沿技术,作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。黄石MENS微纳加工
微纳米科技发展迅速,是多学科交叉应用的前沿科学技术。微机电系统、微光电系统、生物微机电系统等是微纳米技术的重要应用领域。微纳结构器件是系统重要的组成部分,其制造的质量、效率和成本直接影响着行业的发展。在微纳结构器件制造中,聚合物材料具有成本低、机械性能优、加工效率高,生物兼容性好等明显优势,以热塑性聚合物为基材开发微纳结构器件是微纳米技术的研究热点和重要发展方向之一。聚合物微纳制造技术,集现代超精密加工、MEMS技术、NAMS技术、微纳测量技术、智能控制技术等杰出技术之大成,赋予人类在微纳米尺度对聚合物制件进行设计,并批量制备特征尺寸在数十纳米到数十微米的微纳几何结构及其阵列的能力。聚合物微纳米制造技术,不仅是对传统塑料加工方法的挑战,也是对传统机械加工方法和测控技术极限的挑战,属聚合物加工领域的技术前沿,值得广大从事聚合物加工的科研人员共同付出努力。上海微纳加工工艺流程目前微纳制造领域较常用的一种微细加工技术是LIGA。
微纳加工当中,GaN材料的刻蚀一般采用光刻胶来做掩膜,但是刻蚀GaN和光刻胶,选择比接近1:1,如果需要刻蚀深度超过3微米以上就需要采用厚胶来做掩膜。对于刻蚀更深的GaN,那就需要采用氧化硅来做刻蚀的掩模,刻蚀GaN的气体对于刻蚀氧化硅刻蚀比例可以达到8:1。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。硅晶圆包括氧化硅片、SOI硅片、高阻硅片等,硅片晶圆包括单晶石英玻璃、高硼硅玻璃、光学玻璃、光敏玻璃等。塑料材料包括PMMA、PS、光学树脂等材料。其他材料包括陶瓷、AlN材料、金属等材料。
在光刻图案化工艺中,首先将光刻胶涂在硅片上形成一层薄膜。接着在复杂的曝光装置中,光线通过一个具有特定图案的掩模投射到光刻胶上。曝光区域的光刻胶发生化学变化,在随后的化学显影过程中被去除。较后掩模的图案就被转移到了光刻胶膜上。而在随后的蚀刻 或离子注入工艺中,会对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀,较后洗去剩余光刻胶。这时光刻胶的图案就被转移到下层的薄膜上,这种薄膜图案化的过程经过多次迭代,联同其他多个物理过程,便产生集成电路。微纳加工平台,主要是两个方面:微纳加工、微纳检测。
基于掩模板图形传递的光刻工艺可制作宏观尺寸的微细结构,受光学衍射的极限,*适用于微米以上尺度的微细结构制作,部分优化的光刻工艺可能具有亚微米的加工能力。例如,接触式光刻的分辨率可能到达0.5μm,采用深紫外曝光光源可能实现0.1μm。但利用这种光刻技术实现宏观面积的纳米/亚微米图形结构的制作是可欲而不可求的。近年来,国内外比较多学者相继提出了超衍射极限光刻技术、周期减小光刻技术等,力求通过曝光光刻技术实现大面积的亚微米结构制作,但这类新型的光刻技术尚处于实验室研究阶段。微纳加工平台主要提供微纳加工技术工艺。上海微纳加工工艺流程
微纳结构器件是系统重要的组成部分,其制造的质量、效率和成本直接影响着行业的发展。黄石MENS微纳加工
微纳制造的加工材料多种多样,相对金属材料与硅和玻璃等无机材料而言,聚合物基材廉价易得且具有更好的生物兼容性、电绝缘隔离性、热隔离性等性能。近年来,基于聚合物的微加工制造技术已成为微细加工中的又一研究热点。大量学者对基于聚合物的微加工技术如微注射成型技术、微铸造技术及微压印技术进行了深入的研究。由于聚合物材料提供了相当普遍的物理及化学性质,同时具有成本低及适用于大批量制造等众多优点,因而随着微纳米技术的不断发展,聚合物材料在光学、化学、生物及微机电领域中获得了越来越普遍的应用,不同微纳结构制品具有不同的性能与应用场合。黄石MENS微纳加工