应用光刻的加工技术

微机械的实现,很大程度上取决于微细加工技术、尤其是应用光刻的加工技术的发展.毋容置疑,除微细加工技术外,譬如象机械加工等也在向微细化方向发展,而以半导体微细加工技术为背景,最近利用光刻的结构体加工技术正在逐步实现前所未有的新型加工,本文就应用半导体加工技术所展开的微细结构体加工技术作以介绍.     

利用LIGA工艺研制的微型流体器件

德国的卡尔斯鲁厄研究中心(FK)的微小结构体研究所,积极地进行有关微系统技术的研究.因为LIGA同时利用光制造技术和金属蒸镀技术,所以可制作三维微小结构体,它是一种近于实用化的技术.FK利用这种技术制作微泵、微阀、微型透平、微型传感器以及微型流体器件之类的部件,并将这些器件组装起来制成微型流体仪器系统,该系统主要用于生物体中,也可应用于微型化学分析系统.     

光微型加工

当制作微系统(如将微型传感器或微执行元件等集成化的微机械)时,只用半导体集成电路制造技术是不够的,还需要有制作立体机械结构的技术以及将制作的微型传感器等器件立体配置固定的技术.这些机械结构体,因微细而容易损坏,容易受表面张力的影响,故适合用化学气相沉积或光激励蚀刻等的加工技术.为此目的需要(1)进行高速加工;(2)需有进行定位或观察加工状态的方法;(3)进行试样的移动和旋转等.因此,需要冷却基板,以形成原料气体的冷凝层,同时,还需要设计观察光学系统.本文介绍光微型加工技术.     

文摘

综述了微机电系统/微机械的三维形状加工及极限尺寸加工的研究开发现状.相对硅微细加工和LIGA工艺,不采用掩模版的特种微细加工技术,如微细激光成型、微细电火花加工以及微细机械加工等近年来取得较大进展,在三维微小机械结构成型上有独到优势;同时扫描隧道显微加工技术的开发将微机械向极限尺寸领域推进.微机电系统/微机械的长足发展有赖于融合已有先进技术和交叉学科思想的微机械加工技术的进一步研究开发.     

微机械电子学在传感器方面的应用

微机械和光器件集成的新的技术领域,叫做光微动力学.它的目的是利用光的非接触和遥控操作功能为微机械提供新的光传感器和光驱动机械.具体的有用光的热作用起振的微小振子,用光的直接力作用(光压)的微动控制技术等方案.传统的光(激光)是光通信、光存储、光信息处理、光计测等,主要是利用空间控制和时间控制的观点来应用.这里是以微领域为对象的,利用光具有的能量.     

磁致伸缩薄膜和微驱动器

本文主要介绍日本东北大学电气通信研究所的荒井贤一教授和本田等人开展磁致伸缩薄膜驱动器的研究工作.他们把半导体集成电路制造技术应用于微机械加工中,试制成磁致伸缩型微驱动器.随着半导体集成电路技术发展起来的半导体微机械技术,实现微机械加工技术的研究正在广泛开展,最近已报道了在硅基片上制作成功微小发动机和各种微型机构的消息,在半导体以外的领域中也出现了很多微     

微机械加工的动向

所谓微机械加工就是制作微机械或者微型装置的微细加工技术。要实现既小型又具有高功能的装置，虽然主要利用制造半导体集成电路的光刻技术，但也需要立体微细加工技术。在材料方面，主要使用能与电路融为一体的硅，也使用晶体之类的压电材料或者其它各种材料。     

微机械加工及其在光器件方面的应用

近来,微机械的实现仍被认为是未来的梦想.目前,在微机械加工的基础上,研究人员正在探究微机械电子学、进而是融汇了光技术的微光机械电子学的可能性,本文对微机械加工,其微型化的方法和存在的问题作以叙述.     

微机械技术与光交换机(下)

光交换机的开发实例与市场动向试以日本企业的开发实例看看微机械技术如何用于光交换设备的制作。微镜方式日本航空电子工业公司开发的2×2光交换机由固定电极、固定电极上形成的可动电极与支持它的支持架、以及可动电极上形成的4只微镜构成。一加上电压，可动电极基板因静电作用被拽向固定电极基板，装在基板上的微镜也同步下降。不加电压的状态(OFF)下，光由微镜反射进行切换，而加上电压(ON)时，微镜下降，光直接通过不被切换。该交换机有以下特点：·采用微机械加工。利用表面和块料微机械两种加工技术，可动电极与固定电极双重基板构…     

纳米机械光学

采用微机械加工技术,可以制作各种各样的小型探测器和高度集成化的微系统.微机械加工的特点是可采用比用半导体微细加工技术的精密加工自由度还高的加工工艺,制作立体的微型结构.此外,还有可制作机械性能更加灵活的结构和可批量生产等优点.通过将各种探测器和致动器集成化,可构成复杂的微系统.针对小型化、高集成化和高精度化的要求,加工精度及器件的尺寸等已经开始向纳米级方向发展.随着从微米级向纳米级尺寸的变化,在光学领域也正在展开定域的近场光学器件的研究.这并不是说一味地缩小器件就是好事,问题是经过缩小的器件的性能要得到提高,或者赋与器件新的功     

纳米机械加工与材料表面性质研究

纳米科技的发展和应用涉及纳米器件的加工、制作以及加工表面特征、性质和功能等研究。获得能够控制在微小区域的纳米加工技术手段、能对不同材料进行纳米加工以及能对过程和加工表面进行检测分析等是十分重要的。本文结合扫描探针显微镜和金刚石超精密加工技术，对金刚石纳米切削展开实验研究。实验表明，结合扫描探针显微技术直接使用金刚石刃具进行材料的纳米量级机械加工，能够适应对不同材料微去除加工的要求，可同时对加工表面、机械加工机理以及表面的加工力学性能等进行综合研究，是一种良好的纳米加工方法。     

利用YAG激光器的精密加工技术

日本生产技术研究所,开发了YAG激光加工技术,将激光聚于直径10μm的点上,以高精度切割原材料,制作微机械用的部件等微小形状。     

光压—微驱动源及其应用

对于光技术,目前已开辟出计测、加工、医疗、通信、信息处理等新的应用领域.最近,在微机械等领域,根据非接触精密操作技术、非接触能量供给技术的要求,人们期待光技术将作为微驱动源应用.由光能最终获得机械能,除经由(1)光到热、(2)光到电这样的形态外,还有利用(3)光的力学作用——光压(光辐射压)的形态等.如利用(1)的光照射引起的弹性形变效应的实例、有光形变致动器等.无论哪种均与有线方式不同,因利用光可实施非接触控制,故可     

基于原子力显微镜(AFM)的微小结构加工工艺研究

为了解决AFM单独用于机械刻蚀加工存在的局限性以及加工过程中各种因素对加工结果的影响等问题,提出一种基于AFM的非硅工艺微结构的加工方法.把三维微动工作台叠加到原子力显微镜工作台上组成新的微加工系统,采用金刚石针尖作为加工工具.根据AFM在线成像后的结果对该工艺过程中各种因素产生的影响进行了研究、分析和说明,得出主要参数优选的一般方法,讨论了与其他微机械加工方法相比较采用该方法的优缺点和可行性.应用该系统进行了微结构的加工实验,实验结果表明该系统能够实现较高尺寸精度和重复性精度的微结构的加工,并且通过优选参数改进工艺完全可以应用于微机械领域中诸如掩模或微尺度模具等简单和复杂的准三维或三维微小结构的加工.     

新的用于微系统的硅微机械加工技术（上）

微机械加工按传统习惯可分为两种类型,即块体的微机械加工和表面物微机械加工。新近对块体微机械加工技术的一个改进已经引起人们密切的关注,这个改进方法就是在衬底材料顶部的几个微米内进行微机械加工。许多人也把这类技术叫做外延微机械加工。因为这种微机械加工的器件常常是在外延层上形成的,这类技术具有块体和表面两种微机械加工技术的许多优点而没有什么缺点。使用这类新技术所制造的器件结构,不仅在水平方向可以加工成所     

加工对称梁岛结构的微机械加工新技术

本文报道了一种用无掩模腐蚀技术加工对称梁岛结构的微机械加工技术。根据硅台阶在ＫＯＨ无掩模腐下形状和尺寸的变化规律，可以设计制造出一般掩模腐蚀难以形成的微机械对称当今岛结构。由于该技术工艺简单，易于控制，为制作对称梁岛结构的硅 速度传感器提供了新的加工手段。     

光捕获：（光钳技术）

所谓的光捕获(光钳)法,是一种利用光的力学作用、用激光束夹住不足微米大小的物体、并使其移动的技术.换言之,使激光发挥钳子的作用,以捕捉传送微小物体的技术.因其目标物的大小在微米级以下,因此,对以往无法操作的小物体可实施精密操作.目前,光钳法的应用主要是与生物学相关的领域,像生物细胞、与生物相关的物质等.不过,微小物体精密操作展示了微小结构物组合利用的可能性.最近,日本NTT公司的课题组正在开发以光钳法为基础的微型光学马达,以期作为新的微驱动源应用.     

文摘

利用光刻和干式蚀刻技术,可制作折射型微透镜阵列(MLA).本文叙述干式蚀刻中的一种反应性蚀刻(RIE)的加工特性与利用这种蚀刻制作折射型MLA方法的关系.利用RIE制作折射型MLA的方法有三种,①重复使用光刻和RIE制作阶梯式的表面形状,使其近似于曲面的方法;②在光致抗蚀剂上用直接扫描的方法制作曲面,用RIE将其     

微机电一体化技术在光通信中的应用

1　引　　言　　 2 1世纪的通信技术将向宽带方向发展 ,为此有关专家提出了将光纤连接到户 (FTTH)的构想 ,并充分利用波分复用 (WDM )方式对大容量传输用的光网络进行积极的研究。然而要实现FT TH或WDM系统 ,既需要提高光纤、激光二极管、光放大器和连接器等光学器件的性能并降低成本 ,又需要以物理的方式转换开关或波长可调滤波器等高功能的光学器件。而制作上述光学器件的关键技术之一是微机电一体化技术。该技术的特点是利用微小驱动机构的控制技术或制作微小部件的微细加工技术 ,使光路转换开关或波长选择等单器件所无法实现的各…     

大气下工作的微机械陀螺的设计及其噪声特性

设计了一种基于体微机械加工技术的新型音叉式微机械陀螺.该陀螺在驱动模态和检测模态的空气阻尼均为滑膜阻尼,有效提高了微机械陀螺的Q值和灵敏度,同时降低了陀螺的热机械噪声.对陀螺噪声特性进行的分析表明,该陀螺具有相对很低的热噪声.制作了陀螺芯片,并测试了其机械性能和噪声特性.结果表明,该陀螺的噪声谱密度不超过60μV/Hz,灵敏度为10mV/(°·s-1).该微机械陀螺有望实现较高的角速度分辨率.