Manufaktur Mikro / Manufaktur Mikro / Micromachining / MEMS

MICROMANUFACTURING, MICROSCALE MANUFACTURING, MICROFABRICATION or MICROMACHINING_CCROMACHINING_cc781905-5cde-31945-bb358bn produk kami Terkadang dimensi keseluruhan dari produk manufaktur mikro mungkin lebih besar, tetapi kami masih menggunakan istilah ini untuk merujuk pada prinsip dan proses yang terlibat. Kami menggunakan pendekatan mikromanufaktur untuk membuat jenis perangkat berikut:

 

 

 

Perangkat Mikroelektronika: Contoh tipikal adalah chip semikonduktor yang berfungsi berdasarkan prinsip listrik & elektronik.

 

Perangkat Mikromekanis: Ini adalah produk yang murni mekanis seperti roda gigi dan engsel yang sangat kecil.

 

Perangkat Mikroelektromekanis: Kami menggunakan teknik mikromanufaktur untuk menggabungkan elemen mekanik, listrik, dan elektronik pada skala panjang yang sangat kecil. Sebagian besar sensor kami termasuk dalam kategori ini.

 

Sistem Mikroelektromekanis (MEMS): Perangkat mikroelektromekanis ini juga menggabungkan sistem kelistrikan terintegrasi dalam satu produk. Produk komersial populer kami dalam kategori ini adalah akselerometer MEMS, sensor kantong udara, dan perangkat cermin mikro digital.

 

 

 

Bergantung pada produk yang akan dibuat, kami menerapkan salah satu metode manufaktur mikro utama berikut:

 

MICROMACHINING MASSAL: Ini adalah metode yang relatif lebih tua yang menggunakan etsa yang bergantung pada orientasi pada silikon kristal tunggal. Pendekatan micromachining massal didasarkan pada etsa ke permukaan, dan berhenti pada permukaan kristal tertentu, daerah yang didoping, dan film yang dapat digores untuk membentuk struktur yang diperlukan. Produk khas yang mampu kami produksi mikro menggunakan teknik mesin mikro massal adalah:

 

- Kantilever kecil

 

- V-groves dalam silikon untuk penyelarasan dan fiksasi serat optik.

 

PERMUKAAN MIKROMA PERMUKAAN: Sayangnya micromachining massal terbatas pada bahan kristal tunggal, karena bahan polikristalin tidak akan mesin pada tingkat yang berbeda dalam arah yang berbeda menggunakan etsa basah. Oleh karena itu, pemesinan mikro permukaan menonjol sebagai alternatif pemesinan mikro massal. Sebuah spacer atau lapisan korban seperti kaca fosfosilikat disimpan menggunakan proses CVD ke substrat silikon. Secara umum, lapisan film tipis struktural dari polisilikon, logam, paduan logam, dielektrik diendapkan ke lapisan pengatur jarak. Menggunakan teknik etsa kering, lapisan film tipis struktural dipola dan etsa basah digunakan untuk menghilangkan lapisan korban, sehingga menghasilkan struktur yang berdiri bebas seperti kantilever. Mungkin juga menggunakan kombinasi teknik micromachining massal dan permukaan untuk mengubah beberapa desain menjadi produk. Produk khas yang cocok untuk mikromanufaktur menggunakan kombinasi dua teknik di atas:

 

- Lampu mikro ukuran submilimetrik (dalam urutan ukuran 0,1 mm)

 

- Sensor tekanan

 

- Pompa mikro

 

- Motor mikro

 

- Aktuator

 

- Perangkat aliran fluida mikro

 

Kadang-kadang, untuk mendapatkan struktur vertikal yang tinggi, mikromanufaktur dilakukan pada struktur datar besar secara horizontal dan kemudian struktur diputar atau dilipat menjadi posisi tegak dengan menggunakan teknik seperti sentrifugasi atau perakitan mikro dengan probe. Namun struktur yang sangat tinggi dapat diperoleh dalam silikon kristal tunggal menggunakan ikatan fusi silikon dan etsa ion reaktif dalam. Proses mikromanufaktur Deep Reactive Ion Etching (DRIE) dilakukan pada dua wafer terpisah, kemudian disejajarkan dan diikat fusi untuk menghasilkan struktur yang sangat tinggi yang sebelumnya tidak mungkin.

 

 

 

PROSES MIKROMANUFAKTUR LIGA: Proses LIGA menggabungkan litografi sinar-X, elektrodeposisi, pencetakan dan umumnya melibatkan langkah-langkah berikut:

 

 

 

1. Beberapa ratus mikron lapisan penahan polimetilmetakrilat (PMMA) diendapkan ke substrat utama.

 

2. PMMA dikembangkan menggunakan sinar-X terkolimasi.

 

3. Logam diendapkan ke substrat utama.

 

4. PMMA dilucuti dan struktur logam yang berdiri bebas tetap ada.

 

5. Kami menggunakan struktur logam yang tersisa sebagai cetakan dan melakukan pencetakan injeksi plastik.

 

 

 

Jika Anda menganalisis lima langkah dasar di atas, dengan menggunakan teknik micromanufacturing / micromachining LIGA, kita dapat memperoleh:

 

 

 

- Struktur logam berdiri bebas

 

- Struktur plastik cetakan injeksi

 

- Menggunakan struktur cetakan injeksi sebagai blanko, kami dapat menginvestasikan bagian logam cor atau bagian keramik slip-cast.

 

 

 

Proses micromanufacturing / micromachining LIGA memakan waktu dan mahal. Namun micromachining LIGA menghasilkan cetakan presisi submikron yang dapat digunakan untuk mereplikasi struktur yang diinginkan dengan keuntungan yang berbeda. Manufaktur mikro LIGA dapat digunakan misalnya untuk membuat magnet mini yang sangat kuat dari bubuk tanah jarang. Bubuk tanah jarang dicampur dengan pengikat epoksi dan ditekan ke cetakan PMMA, disembuhkan di bawah tekanan tinggi, dimagnetisasi di bawah medan magnet yang kuat dan akhirnya PMMA dibubarkan meninggalkan magnet tanah jarang kecil yang kuat yang merupakan salah satu keajaiban mikromanufaktur / mesin mikro. Kami juga mampu mengembangkan teknik micromanufacturing / micromachining MEMS bertingkat melalui ikatan difusi skala wafer. Pada dasarnya kita dapat memiliki geometri yang menggantung di dalam perangkat MEMS, menggunakan prosedur ikatan dan pelepasan difusi batch. Misalnya, kami menyiapkan dua lapisan berpola PMMA dan elektroformed dengan PMMA yang kemudian dilepaskan. Selanjutnya, wafer disejajarkan berhadapan dengan pin pemandu dan tekan pas bersama dalam pers panas. Lapisan korban pada salah satu substrat tergores yang menghasilkan salah satu lapisan terikat dengan yang lain. Teknik mikromanufaktur berbasis non-LIGA lainnya juga tersedia bagi kami untuk fabrikasi berbagai struktur multilayer yang kompleks.

 

 

 

PROSES MIKROFABRIKASI BEBAS PADAT: Manufaktur mikro aditif digunakan untuk pembuatan prototipe cepat. Struktur 3D yang kompleks dapat diperoleh dengan metode micromachining ini dan tidak ada pemindahan material yang terjadi. Proses mikrostereolitografi menggunakan polimer termoset cair, photoinitiator dan sumber laser yang sangat terfokus dengan diameter sekecil 1 mikron dan ketebalan lapisan sekitar 10 mikron. Namun teknik mikromanufaktur ini terbatas pada produksi struktur polimer nonkonduktor. Metode mikromanufaktur lainnya, yaitu "masker instan" atau juga dikenal sebagai "fabrikasi elektrokimia" atau EFAB melibatkan produksi masker elastomer menggunakan fotolitografi. Masker kemudian ditekan terhadap substrat dalam rendaman elektrodeposisi sehingga elastomer sesuai dengan substrat dan tidak termasuk larutan pelapisan di area kontak. Area yang tidak ditutupi akan dielektrodeposisi sebagai bayangan cermin dari topeng. Menggunakan pengisi pengorbanan, bentuk 3D kompleks dibuat dengan mikro. Metode micromanufacturing / micromachining “instant masking” ini juga memungkinkan untuk menghasilkan overhang, arches…dll.