ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ නිෂ්පාදනය / ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන / ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රකරණය / 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. සමහර විට ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදිත නිෂ්පාදනයක සමස්ත මානයන් විශාල විය හැකි නමුත්, අපි තවමත් මෙම යෙදුම සම්බන්ධ වන මූලධර්ම සහ ක්‍රියාවලීන් වෙත යොමු කිරීමට භාවිතා කරමු. පහත සඳහන් ආකාරයේ උපාංග සෑදීම සඳහා අපි ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ප්‍රවේශය භාවිතා කරමු:

 

 

 

ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග: සාමාන්‍ය උදාහරණ වන්නේ විද්‍යුත් සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික මූලධර්ම මත ක්‍රියා කරන අර්ධ සන්නායක චිප් ය.

 

ක්ෂුද්‍ර යාන්ත්‍රික උපාංග: මේවා ඉතා කුඩා ගියර් සහ සරනේරු වැනි සම්පූර්ණයෙන්ම යාන්ත්‍රික ස්වභාවයෙන් යුත් නිෂ්පාදන වේ.

 

ක්ෂුද්‍ර විද්‍යුත් යාන්ත්‍රික උපාංග: යාන්ත්‍රික, විද්‍යුත් සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික මූලද්‍රව්‍ය ඉතා කුඩා දිග පරිමාණයකින් ඒකාබද්ධ කිරීමට අපි ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරමු. අපගේ සංවේදක බොහොමයක් මෙම කාණ්ඩයට අයත් වේ.

 

ක්ෂුද්‍ර විද්‍යුත් යාන්ත්‍රික පද්ධති (MEMS): මෙම ක්ෂුද්‍ර විද්‍යුත් යාන්ත්‍රික උපාංග එක් නිෂ්පාදනයක් තුළ ඒකාබද්ධ විදුලි පද්ධතියක් ද ඇතුළත් කරයි. මෙම කාණ්ඩයේ අපගේ ජනප්‍රිය වාණිජ නිෂ්පාදන වන්නේ MEMS ත්වරණමාන, වායු බෑග් සංවේදක සහ ඩිජිටල් මයික්‍රොමිරර් උපාංග වේ.

 

 

 

නිෂ්පාදනය කළ යුතු නිෂ්පාදනය මත පදනම්ව, අපි පහත සඳහන් ප්‍රධාන ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ක්‍රමවලින් එකක් යොදවන්නෙමු:

 

තොග ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රකරණය: මෙය තනි-ස්ඵටික සිලිකන් මත දිශානතිය මත යැපෙන කැටයම් භාවිතා කරන සාපේක්ෂව පැරණි ක්‍රමයකි. තොග මයික්‍රොමැෂිං ප්‍රවේශය පදනම් වී ඇත්තේ මතුපිටක් තුළට කැටයම් කිරීම සහ අවශ්‍ය ව්‍යුහය සෑදීම සඳහා ඇතැම් ස්ඵටික මුහුණු, මාත්‍රණය කළ කලාප සහ කැටයම් කළ හැකි පටල මත නතර කිරීම මත ය. තොග ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍ර තාක්‍ෂණය භාවිතයෙන් අපට ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන කළ හැකි සාමාන්‍ය නිෂ්පාදන වන්නේ:

 

- කුඩා කැන්ටිලිවර්

 

- ඔප්ටිකල් තන්තු පෙළගැස්වීම සහ සවි කිරීම සඳහා සිලිකන් වල V-groves.

 

මතුපිට ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රකරණය: අවාසනාවන්ත ලෙස තොග ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රය තනි ස්ඵටික ද්‍රව්‍යවලට සීමා කර ඇත, මන්ද බහු ස්ඵටික ද්‍රව්‍ය තෙත් එචන්ට් භාවිතයෙන් විවිධ දිශාවලට විවිධ අනුපාතවලින් යන්ත්‍රගත නොකරනු ඇත. එබැවින් මතුපිට ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රය තොග මයික්‍රොමැෂිං සඳහා විකල්පයක් ලෙස කැපී පෙනේ. ෆොස්ෆොසිලිකේට් වීදුරු වැනි ස්පේසර් හෝ පූජා ස්ථරයක් CVD ක්‍රියාවලිය භාවිතයෙන් සිලිකන් උපස්ථරයක් මත තැන්පත් කෙරේ. සාමාන්‍යයෙන් කථා කරන විට, පොලිසිලිකන්, ලෝහ, ලෝහ මිශ්‍ර ලෝහ, පාර විද්‍යුත් වල ව්‍යුහාත්මක තුනී පටල ස්ථර ස්පේසර් ස්තරය මත තැන්පත් වේ. වියළි කැටයම් ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරමින්, ව්‍යුහාත්මක තුනී පටල ස්ථර රටා කර ඇති අතර පූජා ස්ථරය ඉවත් කිරීම සඳහා තෙත් කැටයම් භාවිතා කරනු ලැබේ, එමඟින් කැන්ටිලිවර් වැනි නිදහස් ව්‍යුහයන් ඇති වේ. සමහර මෝස්තර නිෂ්පාදන බවට පත් කිරීම සඳහා තොග සහ මතුපිට ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍ර ශිල්පීය ක්‍රමවල සංයෝජන භාවිතා කිරීම ද කළ හැකිය. ඉහත ක්‍රම දෙකේ එකතුවක් භාවිතා කරමින් ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු සාමාන්‍ය නිෂ්පාදන:

 

- Submilimetric ප්‍රමාණයේ මයික්‍රොලාම්ප් (0.1 mm ප්‍රමාණයේ අනුපිළිවෙලින්)

 

- පීඩන සංවේදක

 

- ක්ෂුද්ර පොම්ප

 

- මයික්‍රොමෝටර්

 

- ක්‍රියාකරුවන්

 

- ක්ෂුද්‍ර තරල ප්‍රවාහ උපාංග

 

සමහර විට, ඉහළ සිරස් ව්‍යුහයන් ලබා ගැනීම සඳහා, තිරස් අතට විශාල පැතලි ව්‍යුහයන් මත ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන සිදු කරනු ලබන අතර, පසුව ව්‍යුහයන් කේන්ද්‍රාපසාරී හෝ පිරික්සුම් සමඟ ක්ෂුද්‍ර එකලස් කිරීම වැනි ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කර සිරස් ස්ථානයකට කරකවනු ලැබේ. නමුත් සිලිකන් විලයන බන්ධන සහ ගැඹුරු ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් භාවිතයෙන් ඉතා උස ව්‍යුහයන් තනි ස්ඵටික සිලිකන් වලින් ලබා ගත හැක. ගැඹුරු ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් (DRIE) ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය වෙනම වේෆර් දෙකක් මත සිදු කරනු ලැබේ, පසුව පෙළගස්වා විලයන බන්ධනය කර ඉතා උස ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීමට නොහැකි වනු ඇත.

 

 

 

LIGA ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්: LIGA ක්‍රියාවලිය X-ray ලිතෝග්‍රැෆි, ඉලෙක්ට්‍රෝඩෙපොසිෂන්, මෝල්ඩින් ඒකාබද්ධ කරන අතර සාමාන්‍යයෙන් පහත පියවර ඇතුළත් වේ:

 

 

 

1. මයික්‍රෝන සිය ගණනක් ඝන පොලිමෙතිල්මෙටැක්‍රිලේට් (PMMA) ප්‍රතිරෝධක ස්ථරය ප්‍රාථමික උපස්ථරය මත තැන්පත් වේ.

 

2. පීඑම්එම්ඒ සංවර්ධනය කර ඇත්තේ කොලිමිටඩ් එක්ස් කිරණ භාවිතයෙන්.

 

3. ලෝහය ප්‍රාථමික උපස්ථරය මත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ තැන්පත් කර ඇත.

 

4. PMMA ඉවත් කර ඇති අතර නිදහස් ලෝහ ව්යුහයක් ඉතිරි වේ.

 

5. අපි ඉතිරි ලෝහ ව්‍යුහය අච්චුවක් ලෙස භාවිතා කර ප්ලාස්ටික් ඉන්ජෙක්ෂන් මෝල්ඩින් කරන්නෙමු.

 

 

 

ඔබ ඉහත මූලික පියවර පහ විශ්ලේෂණය කරන්නේ නම්, LIGA micromanufacturing / micromachining ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කර අපට ලබා ගත හැක:

 

 

 

- නිදහස් ලෝහ ව්යුහයන්

 

- එන්නත් අච්චු ප්ලාස්ටික් ව්යුහයන්

 

- ඉන්ජෙක්ෂන් අච්චු ව්‍යුහය හිස් එකක් ලෙස භාවිතා කිරීමෙන් අපට වාත්තු ලෝහ කොටස් හෝ ස්ලිප් වාත්තු සෙරමික් කොටස් ආයෝජනය කළ හැකිය.

 

 

 

LIGA micromanufacturing / micromachining ක්‍රියාවලීන් කාලය ගතවන අතර මිල අධික වේ. කෙසේ වෙතත්, LIGA micromachining මගින් මෙම submicron නිරවද්‍යතා අච්චු නිපදවන අතර ඒවා විශේෂිත වාසි සහිතව අපේක්ෂිත ව්‍යුහයන් ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කළ හැක. දුර්ලභ පෘථිවි කුඩු වලින් ඉතා ශක්තිමත් කුඩා චුම්බක නිපදවීමට උදාහරණයක් ලෙස LIGA ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන භාවිතා කළ හැක. දුර්ලභ පෘථිවි කුඩු ඉෙපොක්සි බන්ධකයක් සමඟ මිශ්‍ර කර පීඑම්එම්ඒ අච්චුවට තද කර, අධි පීඩනය යටතේ සුව කර, ප්‍රබල චුම්භක ක්ෂේත්‍ර යටතේ චුම්භක කර අවසානයේ පීඑම්එම්ඒ විසුරුවා හරිනු ලබන්නේ කුඩා ශක්තිමත් දුර්ලභ පෘථිවි චුම්බක ඉතිරි කරමිනි. ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන / ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රකරණය. වේෆර් පරිමාණයේ විසරණ බන්ධන හරහා බහු මට්ටමේ MEMS ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන / ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍ර ශිල්පීය ක්‍රම දියුණු කිරීමට ද අපට හැකියාව ඇත. මූලික වශයෙන් අපට කණ්ඩායම් විසරණ බන්ධන සහ මුදා හැරීමේ ක්‍රියා පටිපාටිය භාවිතා කරමින් MEMS උපාංග තුළ උඩින් ජ්‍යාමිතිය තිබිය හැක. උදාහරණයක් ලෙස අපි PMMA මෝස්තර සහිත සහ විද්‍යුත් හැඩැති ස්ථර දෙකක් පසුව නිකුත් කරන ලද PMMA සමඟ සකස් කරමු. ඊළඟට, වේෆර් මාර්ගෝපදේශක කටු සමඟ මුහුණට මුහුණට පෙළගස්වා උණුසුම් මුද්‍රණ යන්ත්‍රයක ෆිට් එකට ඔබන්න. එක් උපස්ථරයක ඇති පූජා ස්ථරය ඉවත් කර ඇති අතර එමඟින් එක් ස්ථරයක් අනෙකට බැඳී ඇත. විවිධ සංකීර්ණ බහු ස්ථර ව්‍යුහයන් සැකසීම සඳහා LIGA නොවන අනෙකුත් ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රම ද අපට ලබා ගත හැකිය.

 

 

 

ඝන රහිත ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලි: වේගවත් මූලාකෘතිකරණය සඳහා ආකලන ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදනය භාවිතා වේ. මෙම ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රකරණ ක්‍රමය මගින් සංකීර්ණ ත්‍රිමාණ ව්‍යුහයන් ලබා ගත හැකි අතර ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමක් සිදු නොවේ. Microstereolithography ක්‍රියාවලියේදී ද්‍රව තාප සැකසුම් බහු අවයවක, ෆොටෝඉනිටේටරය සහ මයික්‍රෝන 1ක් තරම් කුඩා විෂ්කම්භයක් දක්වා සහ මයික්‍රෝන 10ක පමණ ස්ථරයක ඝනකම දක්වා ඉහළ නාභිගත ලේසර් ප්‍රභවයක් භාවිතා කරයි. මෙම ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන තාක්‍ෂණය කෙසේ වෙතත් සන්නායක නොවන බහු අවයවික ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනයට සීමා වේ. තවත් ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන ක්‍රමයක්, එනම් “ක්ෂණික ආවරණ” හෝ “විද්‍යුත් රසායනික නිෂ්පාදනය” හෝ EFAB ලෙසද හැඳින්වේ, ඡායාරූප ශිලාලේඛන භාවිතයෙන් ඉලාස්ටෝමරික් වෙස් මුහුණක් නිෂ්පාදනය කිරීම. ඉලාස්ටෝමරය උපස්ථරයට අනුකූල වන අතර ස්පර්ශක ප්‍රදේශ වල ප්ලේටින් ද්‍රාවණය බැහැර කරන පරිදි වෙස්මුහුණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩෙපොසිෂන් ස්නානයක උපස්ථරයට එරෙහිව තද කරනු ලැබේ. වෙස්මුහුණු නැති ප්‍රදේශ වෙස් මුහුණේ දර්පණ රූපය ලෙස විද්‍යුත් තැන්පත් වේ. පූජා පිරවුමක් භාවිතා කරමින්, සංකීර්ණ ත්‍රිමාණ හැඩතල ක්ෂුද්‍ර ලෙස සකස් කර ඇත. මෙම “ක්ෂණික ආවරණ” ක්ෂුද්‍ර නිෂ්පාදන / ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍ර සැකසීමේ ක්‍රමය මඟින් උඩුකුරු, ආරුක්කු ආදිය නිෂ්පාදනය කිරීමට ද හැකි වේ.