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,具有很高的曝光精度,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,苹果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。荆州微纳加工应用
随着聚合物精密挤出成型技术和现代纳米技术的发展,聚合物制品逐渐向微型化发展,传统挤出成型也朝着微型化发展,出现了微挤出成型技术。如今,微挤出成型技术常应用于纳米介入导管、微型光纤和微细齿轮等的制备。在聚合物熔体微挤出成型的过程中,机头流道结构直接影响到熔体流动的流场分布与稳定性。不合理的机头结构参数,将导致制品尺寸误差、形状误差和机械性能不足等问题的出现,出现诸如壁厚不均、开裂、蜜鱼皮和翘曲等缺陷。国内外学者对基于微尺度条件下的聚合物流动行为进行了大量有意义的尝试和研究,主要研究内容包括微细流道聚合物溶体流动、表面张力、壁面滑移现象、微挤出机头设计等。为更深入、系统的微挤出成型研究奠定了理论基础。阜阳微纳加工中心湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法。
飞秒激光微纳加工类型飞秒激光微纳加工的类型可以分为激光烧蚀微加工以及双光子聚合加工。激光烧蚀微加工利用其本身独特的性质使材料瞬间蒸发,而不经历熔化过程,具有优良的加工特性。双光子聚合加工三维微纳结构时利用飞秒激光聚焦点上发生的双光子吸收效应,获得比衍射极限还要小的光响应,可以在多种材料上进行微纳米尺度的加工。对波长特定的激光来说,材料可分为吸收材料和透明材料。飞秒激光对于这些材料的作用机理都不相同。由于自由电子大量存在的缘故,金属具有良好的导热性和导电性。透明材料原本不会吸收这一波段,但是由于飞秒激光可以产生极高的光强,它使材料实现对激光的非线性吸收。
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。 微纳制造技术,尤其是以聚合物为加工对象的微纳制造技术在创新应用中正变得越来越重要。
在微电子与光电子集成中,薄膜的形成方法主要有两大类,及沉积和外延生长。沉积技术分为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积(热蒸发、电子束蒸发)和溅射沉积是典型的物理方法;化学气相沉积是典型的化学方法;等离子体增强化学气相沉积是物理与化学方法相结合的混合方法。薄膜沉积过程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉积部位和晶态结构都是随机的,而没有固定的晶态结构。外延生长实质上是材料科学的薄膜加工方法,其含义是:在一个单晶的衬底上,定向地生长出与基底晶态结构相同或相似的晶态薄层。其他薄膜成膜方法,如电化学沉积、脉冲激光沉积法、溶胶凝胶法、自组装法等,也都广用于微纳制作工艺中。微纳加工技术的特点MEMS技术适合批量生产。黄冈全套微纳加工
微纳加工技术的特点:多样化。荆州微纳加工应用
随着微电子、微机械、微光学、介入医学等领域的发展,微型零件的需求量不断增加。微注射成形作为一种微成型工艺,具有制品材料、几何形状和尺寸适应性好、成本低、效率高,以及可连续化、自动化生产等一系列优点,因此越来越受到人们的重视,成为当前研究的热门课题。1985年,世界上第1台专门用于加工微型塑件的注射装置Micromelt在德国问世,其它国家紧随其后,先后开发出了各种不同类型的微注塑成型机,这为发展微注塑成型技术以及实际生产微小塑件都提供了强有力的支持和较有效的保证,微注塑成型技术进入了发展的黄金时期。荆州微纳加工应用