Utengenezaji wa Mizani ndogo / Utengenezaji wa Mikrofoni / Utengenezaji wa Mikrofoni / 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. Wakati mwingine vipimo vya jumla vya bidhaa iliyotengenezwa kwa njia ndogo vinaweza kuwa vikubwa, lakini bado tunatumia neno hili kurejelea kanuni na michakato inayohusika. Tunatumia mbinu ya utengenezaji wa bidhaa ndogo ndogo kutengeneza aina zifuatazo za vifaa:

 

 

 

Vifaa Mikroelectronic: Mifano ya kawaida ni chip za semiconductor ambazo hufanya kazi kulingana na kanuni za umeme na kielektroniki.

 

Vifaa vya Mitambo midogo: Hizi ni bidhaa ambazo asili yake ni za kimitambo kama vile gia na bawaba ndogo sana.

 

Vifaa vya Mikroelectromechanical: Tunatumia mbinu za kutengeneza micromanufacturing ili kuchanganya vipengele vya mitambo, umeme na elektroniki katika mizani ndogo sana ya urefu. Sensorer zetu nyingi ziko katika kitengo hiki.

 

Mifumo ya Mikroelectromechanical (MEMS): Vifaa hivi vya umeme vidogo pia vinajumuisha mfumo jumuishi wa umeme katika bidhaa moja. Bidhaa zetu maarufu za kibiashara katika kitengo hiki ni kipima kasi cha MEMS, vihisi vya mifuko ya hewa na vifaa vya vioo vidogo vya dijiti.

 

 

 

Kulingana na bidhaa itakayotengenezwa, tunatumia mojawapo ya njia kuu zifuatazo za utengenezaji wa bidhaa ndogo ndogo:

 

UCHUMIAJI KWA WINGI: Hii ni mbinu ya zamani zaidi ambayo hutumia etches-tegemezi kwenye silicon ya fuwele moja. Mbinu ya utayarishaji wa udogo kwa wingi inategemea kuchomeka kwenye uso, na kuacha kwenye nyuso fulani za fuwele, sehemu zenye dope, na filamu zinazoweza kuchujwa ili kuunda muundo unaohitajika. Bidhaa za kawaida tunazoweza kutengeneza micromanufacturing kwa kutumia mbinu ya wingi ya micromachining ni:

 

- Vipuli vidogo

 

- V-groves katika silicon kwa alignment na fixation ya nyuzi za macho.

 

UCHINJAJI WA SURFACE: Kwa bahati mbaya uchenjuaji kwa wingi hutumika kwa nyenzo za fuwele moja pekee, kwa kuwa nyenzo za polycrystalline hazitafanya mashine kwa viwango tofauti katika pande tofauti kwa kutumia minong'ono yenye unyevunyevu. Kwa hivyo, usindikaji wa uso unaonekana kama mbadala wa micromachining kwa wingi. Anga au safu ya dhabihu kama vile glasi ya fosfosilicate huwekwa kwa kutumia mchakato wa CVD kwenye substrate ya silicon. Kwa ujumla, tabaka za filamu nyembamba za polysilicon, chuma, aloi za chuma, dielectri huwekwa kwenye safu ya spacer. Kwa kutumia mbinu za uwekaji kikavu, tabaka za filamu nyembamba za muundo zimepangwa na uwekaji wa mvua hutumiwa kuondoa safu ya dhabihu, na hivyo kusababisha miundo isiyo na malipo kama vile cantilevers. Pia inawezekana ni kutumia mchanganyiko wa mbinu nyingi na za uso wa micromachining kwa kubadilisha baadhi ya miundo kuwa bidhaa. Bidhaa za kawaida zinazofaa kwa utengenezaji mdogo kwa kutumia mchanganyiko wa mbinu mbili hapo juu:

 

- taa ndogo ndogo za saizi ya chini (katika mpangilio wa saizi ya 0.1 mm)

 

- Sensorer za shinikizo

 

- Micropampu

 

- Micromotors

 

- Watendaji

 

- Vifaa vya mtiririko wa maji kidogo

 

Wakati mwingine, ili kupata miundo ya wima ya juu, utengenezaji wa mikrofoni hufanywa kwa miundo mikubwa bapa kwa mlalo na kisha miundo hiyo inazungushwa au kukunjwa katika mkao ulio wima kwa kutumia mbinu kama vile centrifuging au microassembly kwa probes. Bado miundo mirefu sana inaweza kupatikana katika silicon moja ya fuwele kwa kutumia muunganisho wa silikoni na mchongo wa ioni tendaji wa kina. Mchakato wa uundaji midogo wa Deep Reactive Ion Etching (DRIE) unafanywa kwa kaki mbili tofauti, kisha kupangiliwa na kuunganishwa ili kutoa miundo mirefu ambayo isingewezekana.

 

 

 

MCHAKATO WA KUTENGENEZA MICHUANO YA LIGA: Mchakato wa LIGA unachanganya lithography ya X-ray, uwekaji elektroni, ukingo na kwa ujumla unahusisha hatua zifuatazo:

 

 

 

1. Mamia machache ya safu nene ya mikroni ya polymethylmetacrylate (PMMA) huwekwa kwenye substrate ya msingi.

 

2. PMMA inatengenezwa kwa kutumia X-rays iliyochanganywa.

 

3. Metal ni electrodeposited kwenye substrate msingi.

 

4. PMMA imevuliwa na muundo wa chuma wa uhuru unabaki.

 

5. Tunatumia muundo wa chuma uliobaki kama mold na kufanya ukingo wa sindano wa plastiki.

 

 

 

Ukichanganua hatua tano za msingi hapo juu, kwa kutumia mbinu za LIGA za utengenezaji wa udogo/machining tunazoweza kupata:

 

 

 

- Miundo ya chuma inayosimama

 

- Sindano molded miundo ya plastiki

 

- Kwa kutumia muundo ulioundwa kwa sindano kama tupu tunaweza kuwekeza sehemu za chuma au sehemu za kauri za kuteleza.

 

 

 

Michakato ya uundaji midogo ya LIGA / micromachining inachukua muda na ni ghali. Walakini utengenezaji wa micromachining wa LIGA hutoa ukungu huu wa usahihi wa submicron ambao unaweza kutumika kuiga miundo inayotakikana na faida tofauti. Utengenezaji mdogo wa LIGA unaweza kutumika kwa mfano kutengeneza sumaku ndogo zenye nguvu sana kutoka kwa poda za ardhini adimu. Poda za ardhini adimu huchanganywa na kifungashio cha epoksi na kushinikizwa kwenye ukungu wa PMMA, kutibiwa chini ya shinikizo la juu, sumaku chini ya uga wenye nguvu wa sumaku na hatimaye PMMA huyeyushwa na kuacha nyuma sumaku ndogo zenye nguvu za adimu ambazo ni moja ya maajabu ya. utengenezaji mdogo / micromachining. Pia tuna uwezo wa kutengeneza mbinu za utengenezaji wa kiwango kidogo cha MEMS / micromachining kupitia uunganishaji wa uenezaji wa kaki. Kimsingi tunaweza kuwa na jiometri zinazoning'inia ndani ya vifaa vya MEMS, kwa kutumia utaratibu wa kuunganisha na kutolewa kwa bechi. Kwa mfano tunatayarisha safu mbili za PMMA zenye muundo na muundo wa kielektroniki na PMMA iliyotolewa baadaye. Ifuatayo, kaki hupangwa uso kwa uso na pini za mwongozo na bonyeza pamoja kwenye vyombo vya habari vya moto. Safu ya dhabihu kwenye moja ya substrates hukatwa na kusababisha moja ya tabaka zilizounganishwa na nyingine. Mbinu zingine zisizo za LIGA za utengenezaji wa mikrofoni pia zinapatikana kwetu kwa ajili ya kutengeneza miundo mbalimbali changamano ya tabaka nyingi.

 

 

 

MCHAKATO MANGO WA UCHUNGUZI WA UCHUMBAJI WA UCHUMBAJI: Utengenezaji mikrofoni wa ziada hutumiwa kwa uchapaji wa haraka. Miundo tata ya 3D inaweza kupatikana kwa njia hii ya micromachining na hakuna uondoaji wa nyenzo unafanyika. Mchakato wa microstereolithography hutumia polima za kirekebisha joto kioevu, kipeperushi na chanzo cha leza kilicholengwa sana hadi kipenyo kidogo kama mikroni 1 na unene wa safu ya takriban mikroni 10. Mbinu hii ya utengenezaji wa bidhaa ndogo ndogo hata hivyo ni mdogo kwa utengenezaji wa miundo ya polima isiyopitisha muundo. Mbinu nyingine ya utengenezaji wa bidhaa ndogo ndogo, yaani "kufunika uso wa papo hapo" au pia inajulikana kama "utengenezaji wa kemikali ya umeme" au EFAB inahusisha utengenezaji wa barakoa ya elastomeri kwa kutumia upigaji picha. Kisha mask inashinikizwa dhidi ya substrate katika umwagaji wa electrodeposition ili elastomer ifanane na substrate na haijumuishi ufumbuzi wa uwekaji katika maeneo ya mawasiliano. Maeneo ambayo hayajafichwa yamewekwa elektroni kama taswira ya kioo cha barakoa. Kwa kutumia kichujio cha dhabihu, maumbo changamano ya 3D yanatengenezwa kidogo. Mbinu hii ya "kufunika uso kwa papo hapo" ya utengenezaji wa vitu vidogo/micromachining hufanya iwezekane pia kutengeneza viungio, matao...n.k.