Microscale Manufacturing / Micromanufacturing / Micromachining / MEMS

MICROMANUFACTURING, MICROSCALE MANUFACTURING, MICROFABRICATION or MICROMACHINING refers to our processes suitable for making tiny devices and products in the micron or microns of dimensions. Заримдаа бичил үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний ерөнхий хэмжээсүүд илүү том байж болох ч бид энэ нэр томъёог холбогдох зарчим, үйл явцын талаар ярихад ашигладаг хэвээр байна. Бид дараах төрлийн төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхийн тулд бичил үйлдвэрлэлийн аргыг ашигладаг.

 

 

 

Микроэлектрон төхөөрөмжүүд: Ердийн жишээ бол цахилгаан ба электрон зарчим дээр суурилсан хагас дамжуулагч чипүүд юм.

 

Микромеханик төхөөрөмж: Эдгээр нь маш жижиг араа, нугас зэрэг цэвэр механик шинж чанартай бүтээгдэхүүн юм.

 

Микроэлектромеханик төхөөрөмжүүд: Бид маш жижиг хэмжээтэй механик, цахилгаан болон электрон элементүүдийг хослуулахын тулд бичил үйлдвэрлэлийн техникийг ашигладаг. Манай ихэнх мэдрэгчүүд энэ ангилалд багтдаг.

 

Микроэлектромеханик системүүд (MEMS): Эдгээр микро цахилгаан механик төхөөрөмжүүд нь нэг бүтээгдэхүүнд нэгдсэн цахилгаан системийг багтаасан байдаг. Энэ ангилалд багтдаг манай арилжааны алдартай бүтээгдэхүүн бол MEMS хурдатгал хэмжигч, агаарын дэр мэдрэгч, дижитал микротолингийн төхөөрөмж юм.

 

 

 

Үйлдвэрлэх бүтээгдэхүүнээс хамааран бид дараах үндсэн бичил үйлдвэрлэлийн аргуудын аль нэгийг ашигладаг.

 

BULK MICROMACINING: Энэ нь нэг талст цахиур дээр чиг баримжаа хамааралтай сийлбэр ашигладаг харьцангуй эртний арга юм. Бөөн бичил боловсруулалтын арга нь гадаргуу руу сийлбэрлэх, тодорхой болор гадаргуу, нэмэлт бодис агуулсан хэсэг, сийлбэртэй хальс дээр зогсоход шаардлагатай бүтцийг бий болгоход суурилдаг. Бид бөөнөөр нь бичил боловсруулах техникийг ашиглан бичил үйлдвэрлэл хийх боломжтой ердийн бүтээгдэхүүнүүд нь:

 

- Жижигхэн консолууд

 

- Оптик утаснуудыг тэгшлэх, бэхлэх зориулалттай цахиурт V хэлбэрийн төгөл.

 

Гадаргуугийн бичил боловсруулалт: Харамсалтай нь их хэмжээний бичил боловсруулалт нь зөвхөн нэг талст материалаар хязгаарлагддаг, учир нь олон талст материал нь нойтон нунтаглагчийг ашиглан янз бүрийн чиглэлд янз бүрийн хурдаар боловсруулахгүй. Тиймээс гадаргуугийн бичил боловсруулалт нь бөөнөөр нь бичил боловсруулалт хийхээс өөр хувилбар болж байна. Фосфосиликат шил гэх мэт зайны давхарга эсвэл тахилын давхаргыг CVD процессыг ашиглан цахиур субстрат дээр байрлуулна. Ерөнхийдөө полициликон, металл, металл хайлш, диэлектрикийн бүтцийн нимгэн хальсан давхарга нь зайны давхарга дээр тогтдог. Хуурай сийлбэр хийх техникийг ашиглан бүтцийн нимгэн хальсан давхаргыг хээтэй болгож, нойтон сийлбэрээр тахилын давхаргыг арилгадаг бөгөөд ингэснээр консол гэх мэт бие даасан бүтэцтэй болно. Мөн зарим загварыг бүтээгдэхүүн болгохын тулд задгай болон гадаргуугийн бичил боловсруулалтын техникийг хослуулан ашиглах боломжтой. Дээрх хоёр аргын хослолыг ашиглан бичил үйлдвэрлэлд тохиромжтой ердийн бүтээгдэхүүнүүд:

 

- Submilimetric хэмжээтэй микро ламп (0.1 мм хэмжээтэй дарааллаар)

 

- Даралт мэдрэгч

 

- Микронасос

 

- Микро мотор

 

- идэвхжүүлэгч

 

- Бичил шингэний урсгалын төхөөрөмж

 

Заримдаа өндөр босоо байгууламжийг олж авахын тулд бичил үйлдвэрлэлийг том хавтгай байгууламж дээр хэвтээ байдлаар хийж, дараа нь центрифуг хийх, датчикаар бичил угсрах зэрэг техникийг ашиглан бүтцийг эргүүлж, босоо байрлалд нугалж өгдөг. Гэсэн хэдий ч цахиурын хайлуулж, гүн реактив ионы сийлбэр ашиглан нэг талст цахиурт маш өндөр бүтцийг олж авч болно. Гүн реактив ионы сийлбэр (DRIE) бичил үйлдвэрлэлийн процессыг хоёр тусдаа хавтан дээр хийж, дараа нь тэгшлээд хайлуулж холбосноор маш өндөр бүтэцтэй, өөрөөр хэлбэл боломжгүй юм.

 

 

 

ЛИГИЙН БИЧИГ ҮЙЛДВЭРЛЭЛИЙН ҮЙЛДВЭР: ЛИГА үйл явц нь рентген туяа, электрод буулгах, хэвлэх аргыг хослуулсан бөгөөд ерөнхийдөө дараах алхмуудыг агуулна.

 

 

 

1. Хэдэн зуун микрон зузаантай полиметилметакрилат (PMMA) эсэргүүцэх давхарга анхдагч субстрат дээр тогтоно.

 

2. PMMA-г нэгтгэсэн рентген туяа ашиглан боловсруулсан.

 

3. Металлыг анхдагч субстрат дээр электродоор буулгана.

 

4. PMMA-г хуулж, бие даасан металл бүтэц хэвээр байна.

 

5. Бид үлдсэн металл хийцийг хэв болгон ашиглаж, хуванцар шахах хэлбэрийг гүйцэтгэдэг.

 

 

 

Хэрэв та дээрх үндсэн таван алхамд дүн шинжилгээ хийвэл LIGA бичил үйлдвэрлэл / бичил боловсруулах техникийг ашиглан бид дараахь зүйлийг олж авах боломжтой.

 

 

 

- Бие даасан металл хийц

 

- Тарилгын цутгамал хуванцар бүтэц

 

- Тарилгын хийцийг хоосон материал болгон ашигласнаар бид цутгамал металл эд анги эсвэл гулсуур цутгамал керамик эд ангиудыг хөрөнгө оруулалт хийх боломжтой.

 

 

 

LIGA бичил үйлдвэрлэл / бичил боловсруулах үйл явц нь цаг хугацаа их шаарддаг бөгөөд үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч LIGA micromachining нь эдгээр микрон бага нарийвчлалтай хэвийг үйлдвэрлэдэг бөгөөд эдгээр нь хүссэн бүтцийг тодорхой давуу талтай хуулбарлахад ашиглаж болно. LIGA бичил үйлдвэрлэлийг жишээ нь ховор газрын нунтагаас маш хүчтэй бяцхан соронз үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Газрын ховор нунтгийг эпокси холбогчоор хольж, PMMA хэвэнд шахаж, өндөр даралтын дор хатааж, хүчтэй соронзон орны дор соронзуулж, эцэст нь PMMA нь уусдаг бөгөөд энэ нь дэлхийн гайхамшгуудын нэг болох жижигхэн хүчтэй ховор соронзыг үлдээдэг. бичил үйлдвэрлэл / micromachining. Бид мөн вафель масштабын тархалтын холболтоор олон түвшний MEMS бичил үйлдвэрлэл / бичил боловсруулах техникийг хөгжүүлэх чадвартай. Үндсэндээ бид багцын тархалтын холболт, суллах процедурыг ашиглан MEMS төхөөрөмжүүдийн дотор хэт их геометртэй байж болно. Жишээлбэл, бид дараа нь гаргасан PMMA бүхий хоёр PMMA хээтэй болон цахилгаан хэлбэрийн давхаргыг бэлтгэдэг. Дараа нь өрөмийг чиглүүлэгч тээглүүрээр нүүр тулан байрлуулж, халуун прессээр дарна. Субстратуудын аль нэг дээрх тахилын давхаргыг сийлсэн тул давхаргын аль нэг нь нөгөөдөө наалддаг. Төрөл бүрийн нарийн төвөгтэй олон давхаргат бүтцийг үйлдвэрлэхэд зориулж LIGA-д суурилсан бус бусад бичил үйлдвэрлэлийн техникийг ашиглах боломжтой.

 

 

 

ЧӨЛӨӨТ ЧӨЛӨӨТ БИЧИГ НИЙСЛЭЛИЙН ҮЙЛДВЭР: Нэмэлт бичил үйлдвэрлэлийг хурдан загварчлалд ашигладаг. Энэхүү бичил боловсруулалтын аргаар нарийн төвөгтэй 3D бүтцийг олж авах боломжтой бөгөөд материалыг зайлуулах шаардлагагүй. Микростереолитографийн процесс нь шингэн термостат полимер, фото эхлүүлэгч, 1 микрон хүртэлх диаметртэй, давхаргын зузаан нь 10 микрон хүртэл өндөр төвлөрсөн лазерын эх үүсвэрийг ашигладаг. Энэхүү бичил үйлдвэрлэлийн техник нь зөвхөн цахилгаан дамжуулдаггүй полимер бүтцийг үйлдвэрлэхэд л хязгаарлагддаг. "Шуурхай маск" буюу "цахилгаан химийн үйлдвэрлэл" эсвэл EFAB гэгддэг өөр нэг бичил үйлдвэрлэлийн арга нь фотолитографийн тусламжтайгаар эластомер маск үйлдвэрлэх явдал юм. Дараа нь маскыг электродоор буулгах банн дахь субстратын эсрэг дарж, эластомер нь субстраттай нийцэж, контактын хэсгүүдэд бүрэх уусмалыг оруулахгүй. Маск зүүгээгүй хэсгүүдийг маскны толин тусгал дүрс болгон электродоор буулгана. Тахилын дүүргэгчийг ашиглан нарийн төвөгтэй 3D хэлбэрийг микрофабрикаар хийдэг. Энэхүү "шууд масклах" бичил үйлдвэрлэл / бичил боловсруулалтын арга нь хэт уналт, нуман хаалга гэх мэтийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.