Pembuatan Mikro / Pembuatan Mikro / Pemesinan Mikro / 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. Kadangkala dimensi keseluruhan produk pembuatan mikro mungkin lebih besar, tetapi kami masih menggunakan istilah ini untuk merujuk kepada prinsip dan proses yang terlibat. Kami menggunakan pendekatan pembuatan mikro untuk membuat jenis peranti berikut:

 

 

 

Peranti Mikroelektronik: Contoh biasa ialah cip semikonduktor yang berfungsi berdasarkan prinsip elektrik & elektronik.

 

Peranti Mikromekanikal: Ini adalah produk yang bersifat mekanikal semata-mata seperti gear dan engsel yang sangat kecil.

 

Peranti Mikroelektromekanikal: Kami menggunakan teknik pembuatan mikro untuk menggabungkan elemen mekanikal, elektrik dan elektronik pada skala panjang yang sangat kecil. Kebanyakan sensor kami berada dalam kategori ini.

 

Sistem Mikroelektromekanikal (MEMS): Peranti mikroelektromekanikal ini juga menggabungkan sistem elektrik bersepadu dalam satu produk. Produk komersial kami yang popular dalam kategori ini ialah pecutan MEMS, penderia beg udara dan peranti micromirror digital.

 

 

 

Bergantung pada produk yang akan dibuat, kami menggunakan salah satu kaedah pembuatan mikro utama berikut:

 

MIKROMASIN PUKAL: Ini adalah kaedah yang agak lama yang menggunakan goresan bergantung pada orientasi pada silikon kristal tunggal. Pendekatan pemesinan mikro pukal adalah berdasarkan pada goresan ke permukaan, dan berhenti pada muka kristal tertentu, kawasan doped dan filem boleh etchable untuk membentuk struktur yang diperlukan. Produk biasa yang kami mampu perkilangan mikro menggunakan teknik pemesinan mikro pukal ialah:

 

- julur kecil

 

- V-grove dalam silikon untuk penjajaran dan penetapan gentian optik.

 

MIKROMASIN PERMUKAAN: Malangnya pemesinan mikro pukal terhad kepada bahan kristal tunggal, kerana bahan polihablur tidak akan dimesin pada kadar yang berbeza dalam arah yang berbeza menggunakan etsa basah. Oleh itu pemesinan mikro permukaan menonjol sebagai alternatif kepada pemesinan mikro pukal. Lapisan pengatur jarak atau pengorbanan seperti kaca fosfosilikat didepositkan menggunakan proses CVD pada substrat silikon. Secara amnya, lapisan filem nipis struktur polisilikon, logam, aloi logam, dielektrik didepositkan ke lapisan pengatur jarak. Menggunakan teknik goresan kering, lapisan filem nipis struktur dicorakkan dan goresan basah digunakan untuk mengeluarkan lapisan korban, seterusnya menghasilkan struktur berdiri bebas seperti julur. Juga mungkin ialah menggunakan gabungan teknik pemesinan mikro pukal dan permukaan untuk menukar beberapa reka bentuk kepada produk. Produk biasa yang sesuai untuk pembuatan mikro menggunakan gabungan dua teknik di atas:

 

- Lampu mikro saiz submilimetrik (dalam urutan saiz 0.1 mm)

 

- Penderia tekanan

 

- Pam mikro

 

- Mikromotor

 

- Penggerak

 

- Peranti aliran cecair mikro

 

Kadangkala, untuk mendapatkan struktur menegak yang tinggi, pembuatan mikro dilakukan pada struktur rata yang besar secara mendatar dan kemudian struktur tersebut diputar atau dilipat ke dalam kedudukan tegak menggunakan teknik seperti sentrifugasi atau pemasangan mikro dengan probe. Namun struktur yang sangat tinggi boleh diperolehi dalam silikon kristal tunggal menggunakan ikatan gabungan silikon dan etsa ion reaktif dalam. Proses pembuatan mikro Etching Ion Reaktif Dalam (DRIE) dijalankan pada dua wafer yang berasingan, kemudian dijajarkan dan dicantum untuk menghasilkan struktur yang sangat tinggi yang mungkin mustahil.

 

 

 

PROSES PEMBUATAN MIKRO LIGA: Proses LIGA menggabungkan litografi sinar-X, elektrodeposisi, pengacuan dan secara amnya melibatkan langkah-langkah berikut:

 

 

 

1. Beberapa ratus lapisan penentang polimetilmetakrilat (PMMA) tebal mikron didepositkan ke substrat utama.

 

2. PMMA dibangunkan menggunakan sinar-X berkolimat.

 

3. Logam didepositkan secara elektro pada substrat utama.

 

4. PMMA dilucutkan dan struktur logam berdiri bebas kekal.

 

5. Kami menggunakan baki struktur logam sebagai acuan dan melakukan pengacuan suntikan plastik.

 

 

 

Jika anda menganalisis lima langkah asas di atas, menggunakan teknik micromanufacturing / micromachining LIGA yang kami boleh perolehi:

 

 

 

- Struktur logam berdiri bebas

 

- Struktur plastik acuan suntikan

 

- Menggunakan struktur acuan suntikan sebagai kosong kita boleh melabur bahagian logam tuangan atau bahagian seramik gelincir.

 

 

 

Proses pembuatan mikro / mikropemesinan LIGA memakan masa dan mahal. Walau bagaimanapun, pemesinan mikro LIGA menghasilkan acuan ketepatan submikron ini yang boleh digunakan untuk meniru struktur yang dikehendaki dengan kelebihan yang berbeza. Pembuatan mikro LIGA boleh digunakan sebagai contoh untuk menghasilkan magnet kecil yang sangat kuat daripada serbuk nadir bumi. Serbuk nadir bumi dicampur dengan pengikat epoksi dan ditekan pada acuan PMMA, disembuhkan di bawah tekanan tinggi, dimagnetkan di bawah medan magnet yang kuat dan akhirnya PMMA dibubarkan meninggalkan magnet nadir bumi yang kecil yang kuat yang merupakan salah satu keajaiban pembuatan mikro / pemesinan mikro. Kami juga berkemampuan untuk membangunkan teknik pembuatan mikro / mikropemesinan MEMS bertingkat melalui ikatan resapan skala wafer. Pada asasnya kita boleh mempunyai geometri yang tergantung dalam peranti MEMS, menggunakan prosedur ikatan dan pelepasan resapan kelompok. Sebagai contoh, kami menyediakan dua lapisan bercorak dan elektroform PMMA dengan PMMA kemudiannya dikeluarkan. Seterusnya, wafer dijajarkan secara bersemuka dengan pin panduan dan tekan muat bersama dalam penekan panas. Lapisan korban pada salah satu substrat terukir yang mengakibatkan salah satu lapisan terikat dengan yang lain. Teknik pembuatan mikro berasaskan bukan LIGA lain juga tersedia kepada kami untuk fabrikasi pelbagai struktur berbilang lapisan yang kompleks.

 

 

 

PROSES MIKROFABRIK BENTUK BEBAS PEPEJAL: Pembuatan mikro aditif digunakan untuk prototaip pantas. Struktur 3D yang kompleks boleh diperolehi dengan kaedah pemesinan mikro ini dan tiada penyingkiran bahan berlaku. Proses mikrostereolitografi menggunakan polimer termoset cecair, photoinitiator dan sumber laser sangat fokus kepada diameter sekecil 1 mikron dan ketebalan lapisan kira-kira 10 mikron. Teknik pembuatan mikro ini bagaimanapun terhad kepada penghasilan struktur polimer tidak konduktor. Satu lagi kaedah pembuatan mikro iaitu “instant masking” atau juga dikenali sebagai “electrochemical fabrication” atau EFAB melibatkan penghasilan topeng elastomer menggunakan fotolitografi. Topeng kemudian ditekan pada substrat dalam mandi elektrodeposisi supaya elastomer mematuhi substrat dan tidak termasuk larutan penyaduran di kawasan sentuhan. Kawasan yang tidak bertopeng didepositkan secara elektro sebagai imej cermin topeng. Menggunakan pengisi pengorbanan, bentuk 3D yang kompleks adalah mikrofabrikasi. Kaedah mikropembuatan / pemesinan "penyamaran segera" ini juga memungkinkan untuk menghasilkan overhang, gerbang...dsb.