Microscale Manufacturing / Micromanufacturing / Micromachining / MEMS

Микросманкоцифратизм, микроскейдик өндүрүш, микросколизация_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf585-5cde-13944-bb3b-136bad5cf581905-5cde-3194-BB3B-136BADE_CC78 Кээде микроөндүрүлгөн продуктунун жалпы өлчөмдөрү чоңураак болушу мүмкүн, бирок биз дагы эле бул терминди камтылган принциптерге жана процесстерге шилтеме кылуу үчүн колдонобуз. Биз аппараттардын төмөнкү түрлөрүн жасоо үчүн микроөндүрүш ыкмасын колдонобуз:

 

 

 

Микроэлектрондук түзмөктөр: Типтүү мисалдар электрдик жана электрондук принциптерге негизделген жарым өткөргүч микросхемалар.

 

Микромеханикалык түзмөктөр: Бул өтө кичинекей тиштүү дөңгөлөктөр жана илниктер сыяктуу таза механикалык мүнөздөгү буюмдар.

 

Микроэлектромеханикалык түзмөктөр: Биз механикалык, электрдик жана электрондук элементтерди өтө кичинекей узундуктагы масштабда айкалыштыруу үчүн микро өндүрүш ыкмаларын колдонобуз. Биздин сенсорлордун көбү ушул категорияга кирет.

 

Микроэлектромеханикалык системалар (MEMS): Бул микроэлектромеханикалык түзүлүштөр, ошондой эле бир буюмдун интегралдык электр системасын камтыйт. Бул категориядагы биздин популярдуу коммерциялык продуктыларыбыз MEMS акселерометрлери, аба баштыктарынын сенсорлору жана санариптик микрокүзгү аппараттары.

 

 

 

Өндүрүлө турган буюмга жараша, биз төмөнкү микроөндүрүштүн негизги ыкмаларынын бирин колдонобуз:

 

БУЛК МИКРОМАШИНИНГ: Бул бир кристалл кремнийде ориентацияга көз каранды этчтерди колдонгон салыштырмалуу эски ыкма. Жаппай микромашининг ыкмасы талап кылынган структураны түзүү үчүн бетке оюп түшүрүүгө жана белгилүү кристалл беттерге, кошулмаланган аймактарга жана оюу пленкаларына токтоого негизделген. Биз жапырт микромашининг техникасын колдонуу менен микроөндүрүүгө жөндөмдүү типтүү продуктулар болуп төмөнкүлөр саналат:

 

- Кичинекей консольдор

 

- оптикалык жипчелерди тегиздөө жана бекитүү үчүн кремнийдеги V-гактар.

 

БЕТТИ МИКРОМАШИНИНГ: Тилекке каршы жапырт микромашининг бир кристаллдуу материалдар менен гана чектелет, анткени поликристаллдык материалдар нымдуу сызгычтарды колдонуу менен ар кандай багытта ар кандай ылдамдыкта иштебейт. Ошондуктан беттик микромашининг жапырт микромашинингге альтернатива катары өзгөчөлөнүп турат. Фосфосиликат айнеги сыяктуу мейкиндик же курмандык катмары CVD процессинин жардамы менен кремний субстратына жайгаштырылат. Жалпысынан алганда, полисилицийдин, металлдын, металл эритмелеринин, диэлектриктердин структуралык жука пленка катмарлары спасердик катмарга жайгаштырылат. Кургак оюу ыкмаларын колдонуу менен, структуралык жука пленка катмарлары оюм-чийим менен түшүрүлөт жана нымдуу оюу курмандыкка чалынуучу катмарды алып салуу үчүн колдонулат, натыйжада консоль сыяктуу бош турган структуралар пайда болот. Кээ бир конструкцияларды буюмга айландыруу үчүн жапырт жана беттик микромашининг ыкмаларынын айкалыштарын колдонуу да мүмкүн. Жогорудагы эки ыкманы айкалыштыруу менен микроөндүрүш үчүн ылайыктуу типтүү продуктулар:

 

- субмилиметриялык өлчөмдөгү микролампалар (0,1 мм өлчөмүндө)

 

- басым сенсорлор

 

- Микронасостор

 

- Микромоторлор

 

- Аткаруучулар

 

- микро-суюктуктарды өткөрүүчү аппараттар

 

Кээде, бийик вертикалдуу конструкцияларды алуу үчүн микроөндүрүш чоң жалпак конструкцияларда горизонталдуу түрдө аткарылат, андан кийин конструкциялар центрифугалоо же микромонтаждоо сыяктуу ыкмаларды колдонуу менен тик абалда айландырылат же бүктөлөт. Бир кристалл кремнийден кремний синтезин жана терең реактивдүү ионду офорттун жардамы менен өтө бийик структураларды алууга болот. Deep Reactive Ion Etching (DRIE) микроөндүрүштүк процесси эки өзүнчө пластинкада ишке ашырылат, андан кийин тегизделген жана бириккен өтө бийик структураларды өндүрүү үчүн бириктирилет.

 

 

 

LIGA МИКРОӨНДҮРҮҮ ПРОЦЕССТЕРИ: LIGA процесси рентгендик литографияны, электродепозицияны, калыптандырууну айкалыштырат жана жалпысынан төмөнкү кадамдарды камтыйт:

 

 

 

1. Негизги субстраттын үстүнө бир нече жүздөгөн калың полиметилметакрилат (PMMA) резистенттүү катмары түшөт.

 

2. PMMA коллимацияланган рентген нурларын колдонуу менен иштелип чыккан.

 

3. Металл негизги субстраттын үстүнө электродепозитирленген.

 

4. PMMA сыйрылып, өз алдынча металл структурасы калат.

 

5. Калган металл конструкциясын калып катары колдонобуз жана пластмассаларды инжектордук формада жасайбыз.

 

 

 

Эгерде сиз жогорудагы негизги беш кадамды талдасаңыз, LIGA микроөндүрүш / микромашининг ыкмаларын колдонуп, биз ала алабыз:

 

 

 

- өз алдынча турган металл конструкциялар

 

- Инжектордук формадагы пластикалык конструкциялар

 

- Бланка катары инжектордук формада жасалган структураны колдонуу менен биз металл тетиктерди же тайгаланып куюлуучу керамикалык тетиктерди инвестициялай алабыз.

 

 

 

LIGA микроөндүрүштүк / микромашининг процесстери көп убакытты жана кымбатты талап кылат. Бирок LIGA микромашинасы бул субмикрондук так калыптарды чыгарат, алар каалаган структураларды өзгөчө артыкчылыктары менен кайталоо үчүн колдонулушу мүмкүн. LIGA микроөндүрүш, мисалы, сейрек кездешүүчү порошоктардан өтө күчтүү миниатюралык магниттерди жасоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Сейрек кездешүүчү порошок эпоксиддүү бириктиргич менен аралаштырылып, PMMA калыпына пресстелет, жогорку басымда айыгат, күчтүү магнит талаасында магниттелет жана акырында PMMA эрийт, анын артында кичинекей күчтүү сейрек кездешүүчү магниттер калат, бул кереметтердин бири. микроөндүрүш / микромашина. Биз ошондой эле пластинка масштабдуу диффузиялык байланыш аркылуу көп баскычтуу MEMS микроөндүрүш / микромашининг ыкмаларын иштеп чыгууга жөндөмдүүбүз. Негизинен биз MEMS түзмөктөрүнүн ичинде геометриялык ашыкча болушу мүмкүн, пакеттик диффузиялык байланышты жана бошотуу процедурасын колдонуп. Мисалы, биз эки PMMA үлгүсүндөгү жана электроформаланган катмарды даярдайбыз, андан кийин PMMA чыгарылат. Андан кийин, пластиналар жетектөөчү төөнөгүчтөр менен бетме-бет тегизделип, ысык прессте бири-бирине туура келет. Субстраттардын бириндеги курмандык катмары жок кылынат, натыйжада катмарлардын бири экинчисине жабышат. Ар кандай татаал көп катмарлуу түзүлүштөрдү жасоо үчүн LIGAга негизделген башка микроөндүрүштүн ыкмалары да бар.

 

 

 

КАТУУ ЭРКИНДҮҮ МИКРОФАБРИКАЦИЯЛЫК ПРОЦЕССТЕР: Кошумча микроөндүрүш тез прототиптөө үчүн колдонулат. Татаал 3D структураларды бул микромашининг ыкмасы менен алууга болот жана эч кандай материалды алып салуу болбойт. Микростереолитография процессинде суюк термосфералоочу полимерлерди, фотобаштапкычты жана диаметри 1 микронго чейин жана катмардын калыңдыгы 10 микронго чейин өтө багытталган лазер булагы колдонулат. Бул микроөндүрүштүн ыкмасы бирок өткөргүч эмес полимердик структураларды өндүрүү менен гана чектелет. Микроөндүрүштүн дагы бир ыкмасы, тактап айтканда, "тез маскалоо" же "электрохимиялык өндүрүш" же EFAB катары белгилүү болгон фотолитографияны колдонуу менен эластомердик масканы өндүрүүнү камтыйт. Андан кийин маска электродепозитивдүү ваннада субстраттын үстүнө басылып, эластомер субстрат менен шайкеш келет жана контакттуу аймактарда каптоо эритмеси кирбейт. Маскаланбаган жерлер масканын күзгүсү катары электродепозитирленген. Курмандык толтургучту колдонуу менен татаал 3D фигуралар микрофабрикацияланат. Бул "тез маскалоо" микроөндүрүштүк / микромашининг ыкмасы, ошондой эле ашыкчаларды, аркаларды ... ж.б. жасоого мүмкүндүк берет.