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微细加工技术

微细加工技术2024/7/28

2024/7/28一、制造技术自身加工的极限第1节微细加工技术的出现现代制造技术的两大发展趋势：1)自动化、柔性化、集成化、智能化等方向发展--制造系统自动化；2)极小尺度、极大尺度和极端功能。微细加工---属于极小尺度的精密加工范畴。

2024/7/28二、微细加工出现的历史背景1.精密机械仪器仪表零件的微细加工2.电子设备微型化和集成化的需求微细加工是电子设备微型化和集成化的关键技术之一。3.集成电路的制作技术集成电路是电子设备微型化和集成化中的重要元件。微细加工技术的出现和发展与集成电路密切相关。

微机械的主要产品分类微构件（微薄膜、微轴、微孔、微梁、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微弹簧）微传感器（压力传感器、加速度计、位移传感器、流量计、温度传感器、微触觉传感器、微型生物传感器、微型图像传感器、微陀螺仪）微执行器（微电机、微阀、微泵、微开关、微扬声器、微谐振器）专用微机械器件及系统（人造器官、体内施药及取样微型泵、微型手术机器人）2024/7/28

集成了17个传感器的机器蚂蚁（MIT）IROBOT公司的PACKBOT反恐机器人微小军用机昆虫

2024/7/28一、微细加工的概念第2节微细加工的概念和加工方法微细加工技术：广义上包含各种传统精密加工方法和与传统精密加工方法完全不同的新方法；狭义上，半导体集成电路制造技术。整体微细加工技术：用各种微细加工方法在集成电路基片上制造出各种微型运动机械，即微型机械和微型机电系统。

2024/7/28二、微细加工方法分类微细加工方法分类与精密加工方法相同.考虑加工对象与集成电路关系密切,一般按分离加工、结合加工、变形加工的加工机理分类.

分类加工方法可加工材料应用切削加工（传统加工）等离子体切削微细切削微细钻削各种材料有色金属及其合金低碳钢、铜、铝熔断钼、钨等高熔点材料，硬质合金球，磁盘，反射镜，多面棱镜油泵油嘴，化学喷丝头，印刷电路板磨料加工（传统加工）微细磨削研磨抛光弹性发射加工喷射加工黑色金属、硬脆材料金属、半导体、玻璃金属、半导体、玻璃金属、非金属金属、玻璃、水晶集成电路基片的外圆、平面磨削平面、孔、外圆加工，硅片基片平面、孔、外圆加工，硅片基片硅片基片刻槽，切断，图案成形，破碎特种加工（非传统加工）电火花成形加工电火花切割加工电解加工超声波加工微波加工电子束加工粒子束去除加工激光去除加工光刻加工导电金属，非金属导电金属金属，非金属硬脆金属，非金属绝缘金属，半导体各种材料各种材料各种材料金属，非金属，半导体孔，沟槽，狭缝，方孔，型腔切断，切槽模具型腔，大空，切槽，成形刻模，落料，切片，打孔，刻槽在玻璃、红宝石、陶瓷等上打孔打孔，切割，光刻成形表面，刃磨，割蚀打孔，切断，划线划线，图形成形复合加工电解磨削电解抛光化学抛光各种材料金属，半导体金属，半导体刃磨，成形，平面，内圆平面，外圆，型面，细金属丝，槽平面2024/7/28分离加工

分类加工方法可加工材料应用附着加工蒸镀分子束镀膜分子束外延生长离子束镀膜电镀(电化学镀)电铸喷镀金属金属金属金属、非金属金属金属金属、非金属镀膜、半导体器件镀膜、半导体器件半导体器件干式镀膜、半导体器件、刀具、工具电铸型、图案成形、印制线路板喷丝板、栅网、网刃、钟表零件图案成形、表面改性注入加工离子束注入氧化、阳极氧化扩散激光表面处理金属、非金属金属金属、半导体金属半导体掺杂绝缘层掺杂、渗碳、表面改性表面改性、表面热处理结合加工电子束焊接超声波焊接激光焊接金属金属金属、非金属难熔金属、化学性能活泼金属集成电路引线钟表零件、电子零件2024/7/28结合加工

加工方法可加工材料应用压力加工铸造(精铸、压铸)金属金属、非金属板、丝的压延、精冲、拉拔、挤压、波导管、衍射光栅集成电路封装、引线2024/7/28变形加工

2024/7/281-发射阴极2-控制栅极3-加速阳极4-聚焦系统5-电子束斑点6-工件7-工作台一、微细加工的基础技术第3节微细加工方法1.电子束加工电子束加工（electronbeammachining，EBM）是在真空条件下，利用电子枪中产生的电子经加速、聚焦后能量密度为106～109w/cm2的极细束流高速冲击到工件表面上极小的部位，并在几分之一微秒时间内，其能量大部分转换为热能，使工件被冲击部位的材料达到几千摄氏度，致使材料局部熔化或蒸发，来去除材料。利用电子束热效应加工

2024/7/28束径小、能量密度高；束径100-0.01μm，可加工深孔被加工对象范围广；金属、非金属、半导体等材料加工速度快，效率高；控制性能好