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。     

一种新型的电子束图形发生器

本文介绍了一种新型的电子束图形发生器,它基于主从分布式微机结构体系。以IBM PC/AT为主机管理,MCS—51单片机为分机控制。下位机接收传来的命令和数据,并分析转换以完成单双通道各种基本图形的扫描。工作频率在6MHz以上。结果表明:用分布式微机结构体系完成原小型机的工作,可以大大简化图形发生器的结构,且控制灵活,为曝光机的整机自动化打下基础。     

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.     

准分子激光器微细材料加工

通过光蚀刻进行材料去除，是利用准分子激光器使塑料、陶瓷、玻璃；金属、半导体及复合材料结构成型的基础。去除的深度达到每个脉冲几纳米至几微米，它取决于材料、波长和能量密度等。如使用紫外辐射，则结构的尺寸可达到微米和亚微米级，而不至烧坏其余的材料。     

生物刻蚀金属制作微小三维结构

生物去除法是利用微生物代谢过程中一些复杂的生化反应来达到去除多余材料，加工出其它微细加工方法不能加工出的微小结构。阐述了用氧化亚铁硫杆菌作为生物氧化剂，刻蚀以铜及铜合金为材料的基片表面，得到精细三维结构的原理和方法，并总结了这种新型加工方法的一些优缺点。为了改善生物刻蚀的三维结构的质量，在提高其加工精度及生物加工机理方面正进行着更深入的研究。     

准分子激光微细加工光路变换研究

准分子激光微细加工技术以其较高的精度,较低成本及较快加工速度在微机械加工领域受到了极大的重视.它利用准分子激光波长短、光子能量高、脉宽窄、脉冲功率密度高的特点,其光子能量甚至高于某些材料的化学键而可以实现冷加工,并且波长短,聚焦光点小,所以加工精度高.但这毕竟不是一种成熟的技术,在很多方面还需要进行进一步的研究. 由于掩模投影成像法的加工为并行加工,加工速度快,加工精度高,可一次成形,为了能够控制加工的精度,必须要求激光光束均匀一致.而由于各种材料都有一定的刻蚀阈值,如果能量利用率过低,就会使准分子激光加工的范围变小.光束辐照强度分布均匀性与光能利用率,这是在光路调整中需要考虑的最为重要的两点. 采用均束器后,准分子激光光束的发散角对均束效果有较大的影响.而真正的光路调整需要综合考虑均束效果、能量利用率.由于光束经过均束器后发散角变大,必须采用场镜压缩发散角.由于准分子激光光束尤其是经过了复眼均束器后的准分子激光束已经远离纯几何光线或高斯光束的传播规律,场镜的尺寸选择不能依据传统的几何光学算法.我们按照发散角原则来对场镜参数进行计算,结合实验测量,最终得到了比较好的结果.(PE7)     

用于微细圆弧加工的激光刻录机

声盘、视及光的亚微米圆弧线一般通过激光刻录机光刻制造，本文结合我国开发的用于磁盘伺服图形录写的激光刻录机，从机械结构、光路系统及计算机控制系统等方面，对其进行了研究分析。     

激光微细加工在显示器应用中的新技术和发展

近年来，显示器得到了快速发展，并且没有放慢发展速度的迹象。该领域中的一个最重要的进展是利用激光完成各种微细加工任务。本文描述了利用准分子激光在聚合物材料中加工制造各种新型微细结构的新技术，同时给出一些典型微细结构的加工实例，并概述了激光技术在显示器制作方面的应用。最后讨论显示器激光加工制造的未来发展。     

微细群孔电解加工试验研究

基于微细电解加工理论,采用微细圆柱群电极进行了微细群孔电解加工工艺试验,研究了加工电压、脉冲宽度、电解液浓度、成分等因素对群孔加工精度的影响。结果表明,减小加工电压和脉冲宽度,采用低浓度钝化性电解液可以显著提高群孔电解加工精度。研究结果对实现微细群孔结构高精度和高效率加工具有指导意义。     

微细电火花加工装置的设计与应用

设计开发了一台用于微细电火花加工的微细加工装置，它主要由以下几个部分组成：花岗岩基座、精密伺服机构、精密高速旋转主轴、线电极磨削装置、微细电火花加工用的RC脉冲电源、加工状态检测系统和控制系统。在该装置上可以进行微细轴、微细孔和微三维结构的加工。具有4轴3联动功能，控制方便，容易实现数控插补功能。加工实验表明，在该装置上能稳定地加工出最小直径为Ф12μm的微细轴以及Ф25μm的微细孔，其长径比可分别达到25和10以上。并对半导体硅材料进行了加工实验，加工出的硅微梁深宽比达15以上。此外还给出了所加工的微三维结构实例。     

塑料类衍射光栅的微细加工和利用

塑料在微细加工性能,重量以及批量生产等方面优于无机玻璃,作为以透镜为核心的光学器件被用于光盘显示器、CCD相机、投影电视机等上。近年来,亦用于笔记本式家用电脑液晶显示器的导光板或棱形薄板上,其应用范围正在扩大。但是,基于折射率的选择范围,加工时的残余应力的双折射、吸湿,而存在着折射率不均匀以及耐热性差等问题。作为光学器件蚀刻工艺所必需的光抗蚀剂,已开发了各种各样的感光树脂,但光学器件的结构材料只限于丙烯酸、聚碳酸酯、环氧等几种树脂。     

影响电子束曝光机加工微细化的因素

结合实际工作,分析、探讨了影响电子束曝光机加工微细化的因素。这些因素主要有:抗蚀剂材料、电子束本身、电子束曝光机控制线路、器件结构和电子束工艺等。在诸影响因素中,工艺的影响是目前一个较大且较主要的影响因素,其次是背散射电子束的影响,对后者,我们采用辅助曝光方法加以改善,效果良好。但对工艺等的影响因素的改善尚待继续研究、摸索。     

激光诱发前向转移技术在电子制造领域的应用

激光诱发前向转移是基于激光的诱导作用实现微量物质转移的技术.转移过程中激光与薄膜材料发生相互作用,使薄膜从源透明基板上剥离,转移到目标基板上,发生转移的薄膜最终在目标基板上发生沉积.作为微细加工的一种手段,激光诱发前向转移技术具备制作微小结构的能力,能实现金属、有机物、半导体和生物材料等多种材料的转移和图形制作,在电子制造领域有着广阔的应用前景.     

石墨表面扫描隧道显微镜纳米级加工研究

利用自制的扫描隧道显微镜(STM),进行了石墨表面的纳米级加工研究.在用STM对固体材料表面进行纳米级超微加工过程中,当探针-试样间施加一高电压脉冲时,电子反馈回路将使探针急速回缩,导致实际有效电压脉冲宽度远小于所施加的电压脉冲宽度.我们专门设计了由计算机编程控制的瞬时"保持"功能,即在高电压脉冲作用过程中,使探针始终固定在原有位置,并保持原有探针-试样间距不变.因而在进行固体材料表面纳米级超微加工时,可准确地测得有效电压脉中宽度.通过在大气中对石墨表面的蚀刻研究,首次测得在电压脉冲幅值为4V时,有效脉宽阈值为(0.04±0.01)μs.     

用超快激光脉冲进行快速三维微细加工

日本Tokushima大学的研究人员利用７９５nm、１２０fs脉冲的掺钛蓝宝石激光器，通过程控在硅玻璃里面写入了三维图样，然后用腐蚀液腐蚀掉激光照射过的区域，使设计要求的结构显露出来。由于激光微细加工可为研制光子晶体和３D光存储另辟捷径，目前它受到了微化学、微光学和微电子学等领域的极大关注。与现有的要靠光敏材料才能实现的微细光刻技术不一样，这种简单且效率高的两步加工过程能在绝大多数光学透明材料中进行，包括玻璃、聚合物和晶体等。该研究小组用光斑尺寸为０．７５μm，照射强度为１４TW／cm２～５６TW／cm２，短脉冲激…     

关于Micromachine,Micromechanical和MEMS等名词的含义

1．Micromachine应译为“微加工”，国内有些文献译为“微机械”是不妥的。因为Micromachine中的machine是动词不是名词，指的是一种加工技术，Micromachine系指加工μm至mm量级元（器）件，其精度可达亚微米（submillimeter）量级。国外文献中，常用Micromachining和Micromachined，更说明machine是动词不是名词。     

迎接亚微米技术时代的到来

半导体与信息技术是实现未来技术革命、产业现代化和社会文明的先导技术,其基础是半导体器件与集成电路及集成传感器。要进一步提高现有半导体产品的性能水平,关键是实现亚微米、深亚微米加工技术。本文着重叙述了当前世界上亚微米技术的发展趋势。最后简要地分析了我国亚微米技术的现状和发展。     

一种新型可重复利用荫罩掩膜技术

利用化学气相沉积、光刻和反应离子刻蚀等微细加工技术,可以制作柔性、低成本、结实耐用、生物科技和半导体技术兼容、可重复使用的聚对二甲苯-C荫罩掩膜。利用这种透明的惰性材料掩膜,可以制作出传统平面微加工技术难以实现的曲面微图形,同时在多次使用场合,可以实现其它柔性荫罩掩膜材料难以达到的微米级特征尺寸,并能保持很好的图形复制特性。     

缩小投影电子束曝光原理论证机

系统阐述了缩小投影（或纳米投影）电子束曝光技术的原理,以及如何将一台透射电镜改装为原理论证机的主要过程。内容包括机械结构的变动、电子光路的选择、调焦及曝光、成像系统的逐步演化、实验曝光结果与结论。     

微三维结构型腔的微细电火花加工

利用简单截面形状电极,建立在在分层制造思想上的电极等损耗微细电火花加工技术是实现微三维结构微细加工的有效手段。分析了该方法的工艺特点;研究了实现该技术的条件及电极损耗补偿策略。