Manufaktur Microscale / 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. Kadang-kadang diménsi sakabéh produk micromanufactured bisa jadi leuwih badag, tapi urang masih ngagunakeun istilah ieu nujul kana prinsip jeung prosés nu aub. Kami nganggo pendekatan micromanufacturing pikeun ngadamel jinis alat ieu:

 

 

 

Alat Mikroéléktronik: Conto umum nyaéta chip semikonduktor anu fungsina dumasar kana prinsip listrik & éléktronik.

 

Alat Mikromékanis: Ieu mangrupikeun produk anu murni mékanis sapertos gear sareng engsel anu alit.

 

Alat Microelectromechanical: Kami nganggo téknik micromanufacturing pikeun ngagabungkeun elemen mékanis, listrik sareng éléktronik dina skala panjang anu alit. Kalolobaan sensor kami aya dina kategori ieu.

 

Sistem Mikroéléktromékanis (MEMS): Alat-alat mikroéléktromékanis ieu ogé ngahijikeun sistem listrik terpadu dina hiji produk. Produk komérsial populér kami dina kategori ieu nyaéta accelerometers MEMS, sensor kantong hawa sareng alat micromirror digital.

 

 

 

Gumantung kana produk anu bakal didamel, kami nyebarkeun salah sahiji metodeu micromanufacturing utama di handap ieu:

 

MICROMACHINING BULK: Ieu mangrupikeun metode anu kawilang lami anu ngagunakeun etsa anu gumantung kana orientasi dina silikon kristal tunggal. Pendekatan micromachining bulk dumasar kana etching handap kana permukaan, sarta stopping on rupa kristal tangtu, wewengkon doped, sarta film etchable pikeun ngabentuk struktur diperlukeun. Produk has anu kami tiasa ngadamel mikro nganggo téknik micromachining bulk nyaéta:

 

- Cantilevers leutik

 

- V-groves dina silikon pikeun alignment sarta fiksasi serat optik.

 

MICROMACHINING permukaan: Hanjakal micromachining bulk diwatesan pikeun bahan kristal tunggal, saprak bahan polycrystalline moal mesin di ongkos béda dina arah béda ngagunakeun etchants baseuh. Kituna micromachining permukaan nangtung kaluar salaku alternatif pikeun micromachining bulk. A spacer atawa lapisan kurban kayaning kaca phosphosilicate disimpen maké prosés CVD onto substrat silikon. Sacara umum, lapisan film ipis struktural polysilicon, logam, alloy logam, diéléktrik disimpen kana lapisan spacer. Ngagunakeun téknik etching garing, lapisan film ipis struktural anu patterned sarta etching baseuh dipaké pikeun miceun lapisan kurban, kukituna hasilna struktur nangtung bébas kayaning cantilevers. Ogé mungkin nyaéta ngagunakeun kombinasi téknik micromachining bulk sareng permukaan pikeun ngarobih sababaraha desain kana produk. Produk has cocog pikeun micromanufacturing ngagunakeun kombinasi dua téhnik di luhur:

 

- Lampu mikro ukuran submilimetric (dina urutan ukuran 0,1 mm)

 

- Sénsor tekanan

 

- Pompa mikro

 

- Mikromotor

 

- Aktuator

 

- Alat aliran mikro-cairan

 

Kadang-kadang, pikeun kéngingkeun struktur nangtung anu luhur, micromanufacturing dilakukeun dina struktur datar anu ageung sacara horisontal teras strukturna diputer atanapi narilep kana posisi tegak ngagunakeun téknik sapertos centrifuging atanapi microassembly kalayan panyilidikan. Acan struktur anu jangkung pisan tiasa didapet dina silikon kristal tunggal nganggo beungkeutan fusi silikon sareng etching ion réaktif jero. Prosés micromanufacturing Deep Reactive Ion Etching (DRIE) dilaksanakeun dina dua wafer anu kapisah, teras dijajarkeun sareng dihijikeun pikeun ngahasilkeun struktur anu jangkung pisan anu henteu mungkin.

 

 

 

PROSES MICROMANUFACTURING LIGA: Prosés LIGA ngagabungkeun litografi sinar-X, electrodeposition, molding sareng umumna ngalibatkeun léngkah-léngkah ieu:

 

 

 

1. Sababaraha ratus microns polymethylmetacrylate kandel (PMMA) lapisan nolak disimpen onto substrat primér.

 

2. PMMA dikembangkeun ngagunakeun sinar-X collimated.

 

3. Metal ieu electrodeposited onto substrat primér.

 

4. PMMA dilucuti sarta struktur logam freestanding tetep.

 

5. Urang make struktur logam sésana salaku kapang jeung ngalakukeun suntik molding tina plastik.

 

 

 

Upami anjeun nganalisis lima léngkah dasar di luhur, ngagunakeun téknik micromanufacturing / micromachining LIGA kami tiasa nampi:

 

 

 

- Struktur logam freestanding

 

- Struktur palastik suntik dijieun

 

- Ngagunakeun struktur suntik dijieun salaku kosong urang tiasa investasi bagian logam tuang atanapi bagian keramik dieunakeun-tuang.

 

 

 

Prosés micromanufacturing / micromachining LIGA nyéépkeun waktos sareng mahal. Sanajan kitu, micromachining LIGA ngahasilkeun kapang precision submicron ieu nu bisa dipaké pikeun ngayakeun réplikasi struktur dipikahoyong kalawan kaunggulan béda. LIGA micromanufacturing bisa dipaké contona pikeun fabricate magnet miniatur pisan kuat ti bubuk langka-bumi. Serbuk jarang-bumi dicampurkeun sareng pengikat epoksi sareng dipencet kana kapang PMMA, diubaran dina tekanan anu luhur, dimagnetisasi dina médan magnét anu kuat sareng tungtungna PMMA dibubarkeun nyésakeun magnet bumi jarang anu kuat anu mangrupikeun salah sahiji keajaiban. micromanufacturing / micromachining. Kami ogé tiasa ngembangkeun téknik micromanufacturing / micromachining MEMS multilevel ngaliwatan beungkeutan difusi skala wafer. Dasarna urang tiasa gaduh geometri overhanging dina alat MEMS, ngagunakeun beungkeutan difusi bets sareng prosedur pelepasan. Contona urang nyiapkeun dua PMMA patterned na electroformed lapisan jeung PMMA salajengna dileupaskeun. Salajengna, wafers dijajarkeun pahareup-hareup sareng pin pituduh sareng pencét pas babarengan dina pencét panas. Lapisan kurban dina salah sahiji substrat ieu etched jauh nu ngakibatkeun salah sahiji lapisan kabeungkeut ka séjén. Téhnik micromanufacturing dumasar non-LIGA séjén ogé sadia pikeun kami pikeun fabrikasi rupa struktur multilayer kompléks.

 

 

 

PROSES MICROFABRICATION SOLID FREEFORM: Mikromanufaktur aditif dipaké pikeun prototyping gancang. Struktur 3D kompléks tiasa didapet ku padika micromachining ieu sareng henteu aya panyabutan bahan. Prosés Microstereolithography ngagunakeun polimér thermosetting cair, photoinitiator jeung sumber laser kacida fokus kana diaméter sakumaha leutik 1 micron sarta ketebalan lapisan ngeunaan 10 microns. Téhnik micromanufacturing ieu kumaha ogé dugi ka produksi struktur polimér nonconducting. Métode mikromanufaktur séjén, nyaéta "masker instan" atanapi ogé katelah "fabrikasi éléktrokimia" atanapi EFAB ngalibatkeun produksi masker elastomérik nganggo fotolitografi. Topeng ieu lajeng dipencet ngalawan substrat dina mandi electrodeposition ambéh elastomer nu conforms kana substrat sarta ngaluarkeun solusi plating di wewengkon kontak. Wewengkon nu teu masked anu electrodeposited salaku gambar eunteung tina topeng. Ngagunakeun pangisi kurban, wangun 3D kompléks anu microfabricated. Metoda micromanufacturing / micromachining "instan masking" ieu ngamungkinkeun ogé pikeun ngahasilkeun overhangs, arches…jsb.