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微机械加工检测装置

发布时间:2021-02-24 21:17:31

① 微型机械的制作工艺有哪些

在当前的机械制造技术中,微机械制造工艺属于精度极高的生产体系,其生产精度能够达到微米级别。
该技术最早就是从硅基电路生产技术所中所脱离出来的,该技术的应用对于某些行业的制造发展来说,起到了至关重要的作用。
下文主要针对微机械制造工艺以及应用进行了全面详细的探讨。
一、微机械制造工艺及应用
1.微机械蚀刻技术
微机械生产技术在集成电路生产的使用过程中,相应的加工工艺实际上只需要对于深度在10微米左右的硅片表面加以考虑,但是在对于微机械结构元件进行加工的过程中,必须要完全穿越整个硅片的厚度进行三维式的加工。
同时,依据所使用的蚀刻剂不同,所使用的蚀刻方式也分为湿法蚀刻、干法蚀刻。
在干法蚀刻的过程中,主要是采取各向同性的蚀刻方式,在有需要的情况下,也可以各向异性蚀刻;而湿法蚀刻,实际上就是在蚀刻剂为液体的情况下称之为湿法蚀刻。
在执行各向异性蚀刻工作的过程中,由于单晶硅的原子结构的复杂原因,导致晶面所呈现出的腐蚀速率有着较大的差异性,而在对于晶面的硅衬底采取各项异性腐蚀措施时,会直接沿着晶面停蚀,而面与面之间将会形成一个54.75°的夹角。
而在对于这类型的蚀刻速度以及结晶面所存在的关系加以利用之后,能够促使硅衬底得以加工出多种不同形式的结构。
2.硅表面微机械制造工艺
硅表面微机械制造工艺是微机械器件完全制作在晶片表面而不穿透晶片表面的一种加工技术。
一般来讲,微机械结构常用薄膜材料层来制作,常用的薄膜层材料有:多晶硅、氮化硅、氧化硅、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼硅酸玻璃(BPSG)和金属。
为了制造复杂的微结构,这种薄膜层采用PVD或CVD方法在硅片上沉积,并利用光刻工艺和化学或物理腐蚀工艺来进行结构制造。
在这里,牺牲层起了非常重要的作用。
牺牲层的作用就是在连续加工形成结构层的过程中使结构层与衬底隔开。
牺牲层厚度一般为1一2μm,但也可以更厚些。
沉积后,牺牲层被腐蚀成所需形状。
利用表面微机械制造工艺,可以制造悬式结构,如微型悬臂梁、悬臂、微型桥和微型腔等。
3.LIGA工艺
LIGA工艺本身是属于一种通过X光射线进行三维微结构加工的微机械技术,在这一技术之中,实际上包含了X光深度同步辐射光蚀刻、电铸成型、注塑成型这三个主要的工艺步骤。
而LIGA技术本身实际上就是对于平面IC工艺中所涉及到光刻技术加以借鉴,但是相较而言,LIGA技术对于材料加工过程中所呈现出的深宽要远远大于标准IC生产技术中的薄膜亚微米光刻技术参数。
同时,所能够加工的厚度,也要高于平面工艺典型值2μm的标准;此外,LIGA工艺还可以有效的针对非硅材料执行三维微细加工工作,并且其中所能够使用的材料也更加的广泛。
LIGA技术在微机械加工体系中的应用,有效的推动了MEMS技术本身得以在生产行业中迅速的推广和发展。
4.准LIGA技术
LIGA技术在实际使用的过程中,所呈现出的成本需求较高,并且其中的工艺技术也极为复杂。
为了能够最大限度的避免使用同步辐射光所产生的昂贵成本,可以使用近似的紫外线作为代替性的光源。
而这也就是一种类似于LIGA技术的微机械工艺,被称作是LIGA技术,同样能够呈现出深宽比较大大三维微结构加工。
具体加工工艺应用如下:
l)在硅衬底位置上,通过溅射的方式,使得其表面能够形成一层厚度大约在230nm的钨化钦薄膜。
而使用该材料的主要原因是由于,钨化钦所呈现出的附着性极为优秀,并且还能够当做是光刻过程中起到隔离效果的阻挡层。
而在经过了相应的清洗处理之后,还可以再次镀上一层厚度大约在200nm左右的金,这一层材料主要作为预镀层使用。
2)接着,多次利用旋涂方法,得到约30μm的正性抗蚀层。
3)掩模与抗蚀层密切接触曝光,可得到陡峭的轮廓。
4)光源一般用高压汞灯。
曝光后在碱性显影液中显影,水洗并小合烘干,可得到深宽比大于7的微结构。
5)对光刻后的微结构进行电镀,可得到三维金属微结构,可用湿式蚀刻法或反应性离子蚀刻除去预镀层的金和钨化钦。
5.传统制造工艺
l)超精密机械制造工艺
超精密机械制造是用硬度高于工件的工具,对工件材料进行切削加工。
目前所用的工具有车刀、钻头、铣刀等,如采用钻石刀具微切削技术可加工直径Φ25μm的轴,表面粗糙度值很低;采用微钻头可以加工直径为Φ2.5μm的孔;采用微细磨料加工可提高加工精度和工件表面的质量,加工单位可达0.01μm,表面粗糙度Rao0.005μm。
采用金属丝放电磨削加工可加工出外径Φ0.1mm的注射针头和口径Φ0.6mm的微细喷嘴。
2)特种加工工艺
(l)激光束加工。
激光发生器将高能量密度的激光进一步聚焦后照射到工件表面。
光能被吸收瞬时转化为热能。
根据能量密度的高低,可以实现打小孔、微孔、精密切削、加工精微防伪标记、激光微调、动平衡、打字、焊接和表面热处理。
(2)用隧道显微镜进行微细加工。
该加工方法是将扫描隧道显微镜技术用于分子级加工,其原理是基于量子力学中的隧道效应。
采用尖端极细(直径为纳米级)的金属探针作为电极,在真空中用压电陶瓷等微位移机构控制针尖和工件表面保持1~10μm的距离,并在探针和工件间加上较低的电压,则在针尖和工件微观表面间,本来是绝缘的势垒,由于量子力学中粒子的波动和电场的畸变,就会产生近场穿透的“隧道”电流,同时使探针相对于工件样品表面作微位移扫描,就可以观察物质表面单个原子或分子的排列状态和电子在表面的行为,获得单个原子在表面排列的信息。
(3)微细电火花加工。
微细电火花加工是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来溶化和汽化蚀除金属,加工过程中工具与工件间没有宏观的切削力,只要控制精微的单个脉冲放电能量,配合精密微量进给就可以实现极微细的金属材料的去除加工,可加工微细的轴、孔、窄缝、平面、空间曲面等。
二、结语
综上所述,在经过了数十年的发展之后,微机械技术已经从以往单一的三维加工拓展,朝着系统集成的方向发展,从基础性的探索,开始进行实用化的研究。
而在未来的微机械生产技术价值研究上所涉及到的重点环节,就在于微机构三维立体敬爱工、微机械集成、微机械封装技术等。
总之,微机械技术的应用,对于我国高新技术产业的发展来说,起到了至关重要的推动作用。
参考文献
[1]王斌,常秋英,齐烨.激光表面织构化对45~#钢干摩擦特性的影响[J].润滑与密封.2013(12)
[2]袁义坤,赵增辉,王育平,郭钦贤.微机械制造技术发展及其应用现状[J].煤矿机械.2006(09)
[3]张帅,贾育秦.MEMS技术的研究现状和新进展[J].现代制造工程.2005(09)

② 微机械加工和传统加工的区别

照字面理解就好,微机械加工一般指集成电路芯片的加工处理工艺。因为微细,多用激光加工。

③ 机械加工装置位移传感器的有哪些

光栅,激光的位移传感器建议去找找。机械式的很难做到纳米级别似乎没有,最多就是微位移传感器。纳米是一种单位,你是要精确度能达到纳米级别吧,电涡流,有也不会叫做纳米传感器

④ 什么是微机械加工

网络搜给你

机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改内变的过程。按被加容工的工件处于的温度状态﹐分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化﹐称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工﹐会引起工件的化学或物相变化﹐称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理﹐煅造﹐铸造和焊接。

就是不知道机械加工和微机械加工有什么不同

⑤ 位置检测装置在数控机床控制中起什么作用

数控机床的加工精度主要与机械精度,数控系统和伺服系统有关,这几个环节的精度都必须达到要求。
分辨率是机床能识别的最小单位,直接决定机床精度的好坏。主要由数控系统和伺服系统决定。

⑥ 微细加工与精密加工以及传统的机械加工有何

1. 传统的机械加工,一般指车铣镗磨钻刨等加工形式。
2. 精密加工回,一般指IT5以上精度要求的加工,用普通工艺、设答备很难达到要求。一般都需要采用精密机床、精心设计的工艺、专用刀具和测量仪器,在合适的环境中完成加工。
3. 细微加工,广义地说,是指微小尺寸或者极小操作尺寸的加工。一般外形尺寸小于3毫米,以及少无切削加工工艺等都属于细微加工。在航空航天、精密仪器、生物医疗等方面都有广泛应用。
细微加工除了机械加工外,多采用电加工、化学加工、波加工、等离子、激光、粒子、光刻等工艺手段。
从狭义的角度来讲,细微加工主要是指半导体集成电路制造技术。
4. 细微加工,不一定是精密加工。尤其在半导体集成电路制造技术领域,他们对精度的定义、要求与传统机械加工的精度定义不一样。
5. 数控机床不一定是精密机床。数控技术解决的是控制、检测、反馈、运算以及部分的执行机构。机械加工的精度主要还是取决于机械构件的精度。

⑦ 机械加工类测量仪器的分类及用途具体用法

游标卡尺;主要用途是测量外径 内径 长度及深度
游标高度尺;主要用版途是测量高度和零件画线权
游标深度尺;主要用途是测量深度和长度
外径千分尺;主要用途是测量圆外径
内径千分尺;主要用途是测量内孔直径
百分表及表座;主要用途是检测平面度 垂直度 在车床上可以测量同轴度
游标万能角度尺;用途是测量各零件的几何角度
螺纹千分尺;用来测量螺纹的中径
塞尺;用来检测间隙 R规;是用来检测内圆弧和外圆弧

⑧ 传感器微机械加工工艺主要包括哪些内容

(1)平面电子加工工艺,如光刻、扩散、沉积、氧化等。
(2)选择性三维刻蚀工艺,内如各向异性腐蚀技容术、外延技术、牺牲层技术等。
(3)固相键合工艺,如Si-Si键合、实现硅一体化结构。
(4)机械切割工艺,如分离切断技术(避免损伤)。
(5)整体封装工艺,将传感器封装于一个合适的腔体内,隔离外界干扰。

⑨ 数控机床中位置检测装置的作用是什么,

检测平衡交响的作用
在磨削加工过程中,砂轮的振动是产生工件已加工表面振纹、影响加工质量的重要因素。引起这种振动的原因有工件和刀具传动系统的扰动以及砂轮不平衡引起的主轴振动两个方面。前者一般可以通过磨床的减振设备有效地消除,而后者则主要通过对砂轮进行平衡校正来解决。砂轮的平衡技术按自动化程度可分为人工平衡、半自动平衡和自动平衡3类。目前人们在研究半自动平衡的同时正致力于自动平衡的研究。日本开发的一种Balanceeye/norilake半自动平衡装置,通过振动测试分析,指出平衡块的安放位置,停机后人工稳定平衡配重块,再开车进行平衡测定。它基本代表了半自动平衡的水平。在自动平衡中,机械式增重平衡器是发展最早、应用最广的一类。自动平衡目前在国外已发展为液体平衡(日本)和利用氟里昂作为平衡介质的液汽平衡(美国)。本文研究的是一种利用增重平衡原理,根据振幅大小的变化规律,通过调整配重相对位置实现砂轮动态平衡校正的方法和装置。
2 平衡原理和平衡头结构
平衡原理
平衡装置简图如图1所示,磨床砂轮属于刚性转子。刚性转子由于其质心与回转中心不重合所引起的振动响应即旋转失衡是磨床主轴振动的重要因素。若磨床主轴部件总质量为M,不平衡质量为m,等效不平衡质点与回转中心的距离(偏心距)为e,则由此引起的稳态受迫振动的振幅为 (1)

可见在一定的转速和阻尼条件下,由于偏心所引起的主轴振幅与偏心质量的质径积me成正比。
砂轮的偏心质量可以用给定质径积的偏心质量来进行平衡补偿。若砂轮及给定质径积的补偿偏心质量(偏重齿圈)的轴向宽度b与其直径D之比b/D<1/5,则可以认为偏心质量和偏重齿圈的补偿质量形成的惯性力构成以转子回转轴为汇交点的平面汇交力系,如图2所示,其中Fm,F1,F2分别为砂轮偏心质量及补偿质量形成的惯性力。
由平面汇交力系的平衡条件可知,转子平衡时有,即 (2)

若e1=e2=eb,m1=m2=mb则F1=F2=Fba1=..More↓↓↓

⑩ 物联网系统中的检测装置与一般的相比有何不同

传感网是随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的无线网络。

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