1、微机械产品 主要应用领域 研制国家及单位 采用的主要工艺方法硅压力传感器 航空航天、医疗器械 美国斯坦福大学、加州弗里蒙特新传感器制造公 司、日本横河电机公司等 异向刻蚀工艺及 加硼控制法微加速度传感器 航空航天、汽车工业美国斯坦福大学、加州弗里蒙特新传感器制造公司、德国卡尔斯鲁厄核研究中心微结构技术研究所、瑞士纳沙泰尔电子和微型技术公司等制版术和刻蚀工艺,LIGA技术微型温度传感器 航空航天、汽车工业 美国斯坦福大学、加州弗里蒙特新传感器制 造公司等 制版术和刻蚀工艺螺旋状振动式压力传感器和加速度传感器 航空航天、汽车工业 德国慕尼黑夫琅霍费固体工艺研究所等 制版术和刻蚀工艺智能传感器 微机
2、器人 德国菲林根施韦宁根微技术研究所 制版术和刻蚀工艺微型冷却器 航空航天和电子工业 美国斯坦福大学、加州弗里蒙特新传感器制 造公司等 制版术和异向刻蚀工艺微型干涉仪 类似于电子滤波器 美国 IC传感器制造公司等 制版术和刻蚀工艺硅材油墨喷嘴 计算机设备 美国斯坦福大学 异向刻蚀工艺分离同位素的微喷嘴 核工业 德国卡尔斯鲁厄核研究中心微结构技术研究 所等 LIGA技术微型泵 医疗器械和电子线路 日本东北大学、荷兰特温特大学、德国慕尼黑夫 琅霍费固体工艺研究所等 刻蚀工艺和堆装技术微型阀 医疗器械 德国慕尼黑夫琅霍费固体工艺研究所等 制版术和刻蚀工艺微型开关(密度 12400个/cm2) 航空航
3、天和武器工业 美国明尼苏达州大学 制版术和异向刻蚀工艺微齿轮、微弹簧、微叶片、微轴、孔等 微执行机构 美国加州大学伯克利分校、日本东京大学等牺牲层技术、制版术和刻蚀工艺、微细电火花加工等直径 60m的静电微电机 计算机和通讯系统的控制 美国加州大学伯克利分校和麻省理工学院 牺牲层技术典型的微机械产品及采用的微细加工技术 微小型机械的常用微细加工方法及性能比较三维器件的加工制作是实现系统微型化的基础与关键微机械领域的重要角色不仅仅是微电子部分,更重要的是微机械结构或构件及其与微电子等的集成。这是实现微传感或微制动器件进而实现 MEMS和微作战系统的关键。目前可以实现毫米、亚毫米级以下三维器件加工
4、的主要方法有: 光刻制版 高能束刻蚀、加工 LIGA 微细特种加工(电火花加工、电解加工、超声加工、激光加工等) 微细机械加工(车削、铣削、钻削、磨削等)几种常见微细加工方法的性能比较微细加工方法 最小尺寸 精度 深径 (高宽 )比 多维加工能力 表面粗糙度 加工材料 LIGA + + + + 金属、聚合物、陶瓷刻蚀 + + 金属、半导体 微细激光加工 + 金属、聚合物、陶瓷微细铣削 + + + 金属、聚合物 金刚石切削 + + + + 非铁系金属、聚合物微细立体印刷 + + 聚合物 微细电火花加工 + + + + + 金属、半导体、陶瓷微型机械的发展44克重微型飞机( MLB)6英寸微型飞机
5、6英寸微型直升机 -3 ( Stanford MLB)6英寸微型直升机 -2 (Stanford MLB )带 GPS的微型直升机( Stanford MLB 1995) 8英寸微型飞机14英寸微型飞机 (University of Florida ,1998 )微型飞机 (Intelligent Automation, MIT)微型飞机 (Intelligent Automation, MIT )微小卫星(法国 Aeroclub-俄国Astronautical Fed.合作 )重量: 3kg用途:通讯载波频率:145812MHz发送频率:144MHz集成了 17个传感器的机器蚂蚁( MIT)
6、IROBOT公司的 PACKBOT反恐机器人 微小军用机昆虫 微型燃气轮机工作原理50W微型涡轮机 美国 Woods Hole 海洋研究所 RESUM 微小型系统的实用化离不开微细结构的制造技术 微细结构的制造方法包括硅基微制造和非硅精密微制造技术 常规与大型系统中也有一些零件整体尺寸虽不微小,但局部具有微细结构 微传感器、引信、微喷嘴等迫切需要提高稳定性和量产。 微细结构加工技术是新世纪提升国家能力的关键技术之一,发达国家极为重视。 系统的微型化不单是指电子系统的微型化,如果相关的非电子系统小不下来,整个系统将难以达到微型化的目标。电子系统 可以通过采用 微电子技术 达到系统微型化的目标;而对于 非电子系统 来说,尽管人们已做了很大努力,其微型化程度远远落后于电子系统,这已成为整个系统微型化进一步发展的 “ 瓶颈 ” ,迫切需要突破。