皮秒激光精密微孔加工應用作為一種激光精密加工技術,皮秒激光在對高硬度金屬微孔加工方面的應用早在20世紀90年代初就有報道。1996年德國學者Chichkov等研究了納秒、皮秒以及飛秒激光與材料的作用機理,并在真空靶室中對厚度100μm的不銹鋼進行了打孔實驗,建立了激光微納加工的理論模型,為后續(xù)的激光微納加工實驗研究奠定了堅實的理論基礎。1998年Jandeleit等對厚度為250nm的銅膜進行了精密制孔實驗,實驗指出使用同一脈寬的皮秒激光器對厚度較薄的金屬材料制孔時,采用高峰值功率更有可能獲得高質量的的制孔效果。然而,優(yōu)異的加工效果不僅取決于脈沖寬度以及峰值功率,制孔方式也是一個至關重要的因素,針對這一問題,Fohl等采用納秒激光與飛秒激光對制孔方式進行了深入研究,實驗結果顯示納秒激光采用螺旋制孔方式所加工的微孔整潔干凈,而飛秒激光采用一般的沖擊制孔方式所加工的微孔邊緣有明顯的再鑄層。微納加工技術的特點:微型化。邢臺微納加工工藝
微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件以及由這些元件構成的部件或系統的優(yōu)化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術,涉及領域廣、多學科交叉融合,其較主要的發(fā)展方向是微納器件與系統(MEMS)。微納器件與系統是在集成電路制作上發(fā)展的系列**技術,研制微型傳感器、微型執(zhí)行器等器件和系統,具有微型化、批量化、成本低的鮮明特點,微納加工技術對現代的生活、生產產生了巨大的促進作用,并催生了一批新興產業(yè)。在Si片上形成具有垂直側壁的高深寬比溝槽結構是制備先進MEMS器件的關鍵工藝,其各向異性刻蝕要求非常嚴格。高深寬比的干法刻蝕技術以其刻蝕速率快、各向異性較強、污染少等優(yōu)點脫穎而出,成為MEMS器件加工的關鍵技術之一。沈陽微納加工工藝流程微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件的優(yōu)化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術。
隨著聚合物精密擠出成型技術和現代納米技術的發(fā)展,聚合物制品逐漸向微型化發(fā)展,傳統擠出成型也朝著微型化發(fā)展,出現了微擠出成型技術。如今,微擠出成型技術常應用于納米介入導管、微型光纖和微細齒輪等的制備。在聚合物熔體微擠出成型的過程中,機頭流道結構直接影響到熔體流動的流場分布與穩(wěn)定性。不合理的機頭結構參數,將導致制品尺寸誤差、形狀誤差和機械性能不足等問題的出現,出現諸如壁厚不均、開裂、蜜魚皮和翹曲等缺陷。國內外學者對基于微尺度條件下的聚合物流動行為進行了大量有意義的嘗試和研究,主要研究內容包括微細流道聚合物溶體流動、表面張力、壁面滑移現象、微擠出機頭設計等。為更深入、系統的微擠出成型研究奠定了理論基礎。
聚合物等溫微納米熱壓印技術同時適用于結晶型聚合物和非晶型聚合物,研究人員分別選用PP和PMMA作為兩類聚合物的象征,對較優(yōu)加工工藝及其內在成型機理展開探索。結果表明,對PMMA等非晶型聚合物而言,模具溫度設定在Tg附近即可獲得成型效果優(yōu)異的微納結構制品;在加工PP等結晶型聚合物時,模具溫度則應設置在Tm以下40~60℃的溫度區(qū)間內。利用聚合物等溫微納米熱壓印技術制得的微納結構制品結構穩(wěn)定,微納結構一致性高且成型效率高。目前,聚合物等溫微納米壓印方法的相關中心技術已申請國家發(fā)明專利和PCT國際專利。相信在全球范圍內的微納制造技術研發(fā)大潮中,聚合物等溫微納米熱壓印技術的出現會為研究人員提供新的靈感和動力。濕法刻蝕較普遍、也是成本較低的刻蝕方法。
在微電子與光電子集成中,薄膜的形成方法主要有兩大類,及沉積和外延生長。沉積技術分為物理沉積、化學沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法;化學氣相沉積是典型的化學方法;等離子體增強化學氣相沉積是物理與化學方法相結合的混合方法。薄膜沉積過程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉積部位和晶態(tài)結構都是隨機的,而沒有固定的晶態(tài)結構。外延生長實質上是材料科學的薄膜加工方法,其含義是:在一個單晶的襯底上,定向地生長出與基底晶態(tài)結構相同或相似的晶態(tài)薄層。其他薄膜成膜方法,如電化學沉積、脈沖激光沉積法、溶膠凝膠法、自組裝法等,也都廣用于微納制作工藝中。不同的表面微納結構可以呈現出相應的功能,隨著科技的發(fā)展,不同功能的微納結構及器件將會得到更多的應用。目前表面功能微納結構及器件,諸如超材料、超表面等充滿“神奇”力量的結構或器件,的發(fā)展仍受到微納加工技術的限制。因此,研究功能微納結構及器件需要從微納結構的加工技術方面進行廣深入的研究,提高微納加工技術的加工能力和效率是未來微納結構及器件研究的重點方向。微納檢測主要是表征檢測:原子力顯微鏡、掃描電鏡、掃聲波掃描顯微鏡、白光干涉儀、臺階儀等。四川石墨烯微納加工
在微納加工過程中,蒸發(fā)沉積和濺射沉積是典型的物理方法,主要用于沉積金屬單質薄膜、合金薄膜、化合物等。邢臺微納加工工藝
21世紀,人們仍會不斷追求條件更好且可負擔的醫(yī)療保健服務、更高的生活品質和質量更好的日用消費品,并竭力應對由能源成本上漲和資源枯竭所帶來的風險等“巨大挑戰(zhàn)”。它們也是采用創(chuàng)新體系的商品擴大市場的推動力。微納制造技術過去和現在一直都被認為在解決上述挑戰(zhàn)方面大有用武之地。環(huán)境——采用更少的能源與原材料。從短期來看,微納制造技術不會對環(huán)境和能源成本產生重大的影響。受到當前加工技術的限制,這些技術在早期的發(fā)展階段往往會有較高的能源成本。與此同時,微納制造一旦成熟,將會消耗更少的能源與資源,就此而言,微納制造無疑是一項令人振奮的技術。例如,與去除邊角料獲得較終產品不同的是,微納制造采用的積層法將會使得廢料更少。隨著創(chuàng)新型納米制造技術的發(fā)展,現在對化石燃料的依存度已經開始下降了,二氧化碳的排放也隨之降低,大氣中氮氧化物和硫氧化物的濃度也減少了。邢臺微納加工工藝