微细加工技术的发展及应用

微细加工技术的发展及应用

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文章编号:1002-6886(2007)04-0076-03

现代机械　2007年第4期

微细加工技术的发展及应用

李建勋,胡晓兵,杨洋

(四川大学制造科学与工程学院,四川　成都　610065)

摘要:微细加工技术是现代加工技术手段的新发展,是二十一世纪关键技术之一发展过程、技术特点以及相关理论基础,。关键词:微细加工　微机械　微机电　微电子

DevelopmentandApllicaiinn2HUXibiAbstract:Micrtheopmentofmethodformanufacturetechnologytoday,andalsoisoneofthekeytechnol-.developingprocess,technicalfeaturesandthebaseofcorrelationtheoryoftheMicromachineandMicrTechnologyareintroducedonthispaper,andtheapplication,developmentsignificance,questions,therequestingfordevelopmentarealsoexpoundedindetail.

Keywords:micromanufacturing;micromachine;microelectromechanic;microelectron

　　随着20世纪80年代后期微机械、微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem,MEMS)这一门新兴交叉学科的兴起,微细加工技术作为获得微机械、微机电系统的必要手段,得到了快速的发展。微细加工技术起源于平面硅工艺,但随着半导体器件、集成电路、微型机械等技术的发展与需求,微细加工技术已经成为一门多学科交叉的制造系统工程和综合高新技术,广泛应用于医疗、生物工程、信息、航空航天、半导体工业、军事、汽车等领域,给国民经济、人民生活和国防、军事等带来了深远的影响,被列为21世纪关键技术之一。

1　微机械的发展及其特点

1.1微机械的发展过程

投资3000万美元筹建了一座“微型机器人中心”。在欧

洲,德国自1988年开始微加工10年项目,并首创了LIGA(德文Lithographie(制版术),Galvanoformung(电铸成形),Abformung(注塑)三个词的缩写)工艺,制作出微机械和微光学元件系统;法国1993年启动了“微系统与技术”项目;瑞士在其钟表制造行业和小型精密机械工业的基础上投入了MEMS的开发工作;英国政府制订了纳米科学计划。1993年起,欧盟将各国研究机构组织起来进行MEMS联合研究,推出了EUROPRACTICE和NEXUS计划,从科研和产业化两个方面推进MEMS的发展。在我国,微机械研究也逐渐开始得到重视,国家科技部、国防科工委、国家自

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然科学基金委等部门已将其列入重点发展的项目。1.2微机械的分类及特点

微机械依照其特征尺寸,一般划分为:小型机械(1mm～10mm)、微型机械(1μm～1mm)以及纳米机械(1nm～1μm)。概括起来具有以下几个特点:

1)体积小,精度高,重量轻;

2)性能稳定,可靠性高,具有较高的抗干扰性;3)能耗低,灵敏性和工作效率高;4)多功能和智能化;

5)适于大批量生产,制造成本低廉。

微机械技术综合应用了当今世界科学技术的尖端成果,其科学理论基础涉及到了多方面的微观学说,它的发展将对未来世界科技、经济和社会等诸多领域产生重大变革。

现代制造技术的发展有两大趋势:一是向着自动化、柔性化、集成化、智能化等方向发展,另一个就是寻求固有制造技术的自身微细加工极限。随着微/纳米科学与技术的发展,以微小形状尺寸或极小操作尺度为特征的微机械已成为人们在微观领域认识和改造客观世界的一种高新技术。微机械由于具有能够在狭小空间内进行作业而又不扰乱工作环境和对象的特点,在航空航天、精密仪器、生物医疗等领域有着广阔的应用潜力,受到世界各国的高度重视。美国国家科学基金会在二十世纪八十年代就把MEMS作为一项重点研究领域制定了资助研究计划并投入了大量的资金,美国宇航局、国防部先进研究计划署等单位也都先后在航空航天、军事领域展开了研究。日本从1991年起启动了一项为期10年、耗资250亿日元的微型机械大型研究计划,分别用于医疗和航空、原子能工业,并

2　微细加工技术研究

　作者简介:李建勋(1973—),男,陕西宝鸡人,工程师,四川大学制造科学与工程学院在读研究生。

胡晓兵(1970—),男,湖北人,四川大学制造科学与工程学院副教授。

　收稿日期:2007-3-20

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