微纳制造PPT
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高分子材料及其复合材料在 微纳制造中的关键作用
小组成员： 胡凌骁(2013210241) 张晓旭(2013200637)
目 录：
一.微纳技术简介 二.国内外微纳技术研究现状
三.聚合物在微纳技术中的作用
四.微纳技术面临的问题
一、微纳技术简介
1.微纳技术概念的提出： 随着制造业的发展对加工精度提出了越来 越的要求高，传统机床的加工精度已经远远不 能满足飞速发展的消费及军工领域的要求，如 电子硅芯片、大规模集成电路，以及对表面粗 糙度要求很高的液晶面板等，于是，人们把眼 光投入到精度更高的加工技术上，从最初的毫 米级，到微米级(千分之一毫米)，到纳米级(千 分之一微米)，于是，“微纳技术”这一概念就 应运而生了。
一、微纳技术简介
2.纳米制造定义为：纳米制造技术是构建适用 于跨尺度（纳/微/宏）集成的、可提供具有待 定功能的产品和服务的纳米尺度（包括1维、2 维和3维）的结构、特征、器件和系统的制造过 程。它包括自上而下和自下而上两种制造过程。 纳米制造技术的对象是，各类微纳器件，如微 传感器、微执行器、微处理电路及智能化等器 件。
二、国内外微纳技术研究现状
2. 2000年3月，美国总统克林顿曾向国会发布 了题为”纳米技术：将引发下一场工业革命” 的发展促进计划。计划一推出，立即在世界引 起强烈反响。日本、欧洲等科技强国纷纷调整 战略部署，一些发展中国家也竞相推进纳米技 术发展计划。制造技术不断向精细化、信息化 方向发展，纳米制造基础研究更是引起了国际 上的高度关注，已成为发达国家战略高技术竞 争的制高点，并对该领域投入了巨大的人力和 财力，开展相关的基础研究。美国于1998年推 出”国家纳米技术计划（NNI），从2005年起3 年内联邦政府对纳米科技给予37亿美元的资助，
三、聚合物在微纳技术中的作用
原理与印相片相同， 用光刻胶的基片取 代了相纸，用掩模 取代了底片 光刻胶的几个重要 指标： 1.灵敏度 2.抗刻蚀比 3.分辨能力 4.对比度
三、聚合物在微纳技术中的作用
三、聚合物在微纳技术中的作用
2.电子束抗蚀剂在电子束曝光技术中作用： (1)电子束抗蚀剂：是一类对电子能量敏感的有 机物，在吸收电子后发生交链或断链 (2)作用原理：因为电子束技术本身从光学曝光 技术类比而来，所以电子束抗蚀剂与光刻胶在 技术工艺上的作用类似。 (3)电子束技术可以获得非常高的分辨率，因此 制品比光学曝光的制品质量要好。 (4)常用抗蚀剂：PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，高 分辨率，高对比度，低灵敏度，抗干法刻蚀差） ZEP-250（日本，兼有以上优点）
三、聚合物在微纳技术wk.baidu.com的作用
3.在印刷复制技术中作用： (1)电子束和光照技术都是基于高分子材料光敏 化学作用，而印刷复制技术是一种物理成型 表面浮雕图案的方法，有高产量，低成本的 优势。 (2)成型方法：热压成型
三、聚合物在微纳技术中的作用
注塑成型：微注塑成型不仅仅是缩小模具尺 寸的问题，还有许多新问题。
二、国内外微纳技术研究现状
纳米制造在工业应用上更少。究其原因，一方 面是因为我国工业底子薄，一些最适合应用到 微纳技术的领域如芯片、大规模集成电路、汽 车以及飞机发动机系统、高端制导系统等，核 心技术、核心装备并没有掌握在我们手里；另 一方面．我国的科研体系更倾向于能够产生市 场效益的工程研究，而对于短期无法看到效益 的基础研究支持力度不够，甚至有逐年下滑的 趋势：第三。微纳制造技术不只是加工方法的 问题，同样是制造装备的问题。高精密仪器设 备及高精度制造、测量技术也是制约我国微纳 技术发展的因素之一。
二、国内外微纳技术研究现状
并将纳米制造列为重要研究领域之一，英国、 法国和德国等欧洲国家每年对纳米技术的研究 投入为5-10亿欧元，其中纳米制造也被列为重 要研究领域。日本对纳米制造领域也给予了很 大的投入
三、聚合物在微纳技术中的作用
1.光刻胶在光学曝光技术作用： (1)光刻胶：又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增 感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分 组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照 后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得 这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性 等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可 溶性部分，得到所需图像。 (2)光学曝光工艺： 是一种平面技术，不同于传统直接加工三维结 构，通过一些列平面图形投射到衬底材料上， 一层一层构成结构，相比传统工艺更精确。
四、微纳技术面临的问题
2.纳米制造的精度理论和体系、纳米结构的 物理性能和机械性能的表征、以及纳米器件 可制造性和可检测性的评价都是当前尚未解 决的难题或研究的热点问题。
三、聚合物在微纳技术中的作用
浇铸成型：主要在PDMS或者硅胶一类的弹胶 型聚合物材料上制作微雕刻结构的加工技术。
四、微纳技术面临的问题
1.纳米技术已展现出巨大的工程价值和广阔 的应用前景，但绝大多数纳米结构和纳米器 件仍停留在实验室原型阶段。如效率高达 30%以上的新型纳结构太阳能电池、下一代 平板显示器和生化传感器等，由于缺乏批量 化、低成本和质量一致性的纳米制造技术的 支持而难以面市。目前，已被广泛认同的批 量化的纳米制造技术主要有纳米压印技术、 LIGA技术和自组装技术等。因此如何建立批 量化纳米制造新原理与新方法，发展纳米批 量化制造新工艺与新装备，使纳米器件从实 验室原型走向产业化应用。
一、微纳技术简介
3.微纳技术主要特征有：
（1）制造对象与过程涉及跨（纳/微）尺度；
（2）制造过程中界面/表面效应占主导作用；
（3）制造过程中原子/分子/行为及量子效应影 响显著；
（4）制造装备中微扰动的影响显著。
二、国内外微纳技术研究现状
1. 微纳加加工技术一般指微米、纳米级（ 1100nm) 的材料、设计、制造、测量、控制和产 品的研究、加工、制造以及应用术由于受到基 础装备、工艺技术、科研经费、行业基础等多 方面因素的影响。我国的微纳制造技术的研究 与世界先进水平之间尚有差距。 从制造角度来说，国内的微纳技术应用除了 在微电子技术、生命科学生物工程及材料应用 外，在机电工程领域如静电陀螺等精确制导系 统方面也有应用。但总体上来说，国内微纳制 造加工成熟度不高
小组成员： 胡凌骁(2013210241) 张晓旭(2013200637)
目 录：
一.微纳技术简介 二.国内外微纳技术研究现状
三.聚合物在微纳技术中的作用
四.微纳技术面临的问题
一、微纳技术简介
1.微纳技术概念的提出： 随着制造业的发展对加工精度提出了越来 越的要求高，传统机床的加工精度已经远远不 能满足飞速发展的消费及军工领域的要求，如 电子硅芯片、大规模集成电路，以及对表面粗 糙度要求很高的液晶面板等，于是，人们把眼 光投入到精度更高的加工技术上，从最初的毫 米级，到微米级(千分之一毫米)，到纳米级(千 分之一微米)，于是，“微纳技术”这一概念就 应运而生了。
一、微纳技术简介
2.纳米制造定义为：纳米制造技术是构建适用 于跨尺度（纳/微/宏）集成的、可提供具有待 定功能的产品和服务的纳米尺度（包括1维、2 维和3维）的结构、特征、器件和系统的制造过 程。它包括自上而下和自下而上两种制造过程。 纳米制造技术的对象是，各类微纳器件，如微 传感器、微执行器、微处理电路及智能化等器 件。
二、国内外微纳技术研究现状
2. 2000年3月，美国总统克林顿曾向国会发布 了题为”纳米技术：将引发下一场工业革命” 的发展促进计划。计划一推出，立即在世界引 起强烈反响。日本、欧洲等科技强国纷纷调整 战略部署，一些发展中国家也竞相推进纳米技 术发展计划。制造技术不断向精细化、信息化 方向发展，纳米制造基础研究更是引起了国际 上的高度关注，已成为发达国家战略高技术竞 争的制高点，并对该领域投入了巨大的人力和 财力，开展相关的基础研究。美国于1998年推 出”国家纳米技术计划（NNI），从2005年起3 年内联邦政府对纳米科技给予37亿美元的资助，
三、聚合物在微纳技术中的作用
原理与印相片相同， 用光刻胶的基片取 代了相纸，用掩模 取代了底片 光刻胶的几个重要 指标： 1.灵敏度 2.抗刻蚀比 3.分辨能力 4.对比度
三、聚合物在微纳技术中的作用
三、聚合物在微纳技术中的作用
2.电子束抗蚀剂在电子束曝光技术中作用： (1)电子束抗蚀剂：是一类对电子能量敏感的有 机物，在吸收电子后发生交链或断链 (2)作用原理：因为电子束技术本身从光学曝光 技术类比而来，所以电子束抗蚀剂与光刻胶在 技术工艺上的作用类似。 (3)电子束技术可以获得非常高的分辨率，因此 制品比光学曝光的制品质量要好。 (4)常用抗蚀剂：PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，高 分辨率，高对比度，低灵敏度，抗干法刻蚀差） ZEP-250（日本，兼有以上优点）
三、聚合物在微纳技术wk.baidu.com的作用
3.在印刷复制技术中作用： (1)电子束和光照技术都是基于高分子材料光敏 化学作用，而印刷复制技术是一种物理成型 表面浮雕图案的方法，有高产量，低成本的 优势。 (2)成型方法：热压成型
三、聚合物在微纳技术中的作用
注塑成型：微注塑成型不仅仅是缩小模具尺 寸的问题，还有许多新问题。
二、国内外微纳技术研究现状
纳米制造在工业应用上更少。究其原因，一方 面是因为我国工业底子薄，一些最适合应用到 微纳技术的领域如芯片、大规模集成电路、汽 车以及飞机发动机系统、高端制导系统等，核 心技术、核心装备并没有掌握在我们手里；另 一方面．我国的科研体系更倾向于能够产生市 场效益的工程研究，而对于短期无法看到效益 的基础研究支持力度不够，甚至有逐年下滑的 趋势：第三。微纳制造技术不只是加工方法的 问题，同样是制造装备的问题。高精密仪器设 备及高精度制造、测量技术也是制约我国微纳 技术发展的因素之一。
二、国内外微纳技术研究现状
并将纳米制造列为重要研究领域之一，英国、 法国和德国等欧洲国家每年对纳米技术的研究 投入为5-10亿欧元，其中纳米制造也被列为重 要研究领域。日本对纳米制造领域也给予了很 大的投入
三、聚合物在微纳技术中的作用
1.光刻胶在光学曝光技术作用： (1)光刻胶：又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增 感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分 组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照 后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得 这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性 等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可 溶性部分，得到所需图像。 (2)光学曝光工艺： 是一种平面技术，不同于传统直接加工三维结 构，通过一些列平面图形投射到衬底材料上， 一层一层构成结构，相比传统工艺更精确。
四、微纳技术面临的问题
2.纳米制造的精度理论和体系、纳米结构的 物理性能和机械性能的表征、以及纳米器件 可制造性和可检测性的评价都是当前尚未解 决的难题或研究的热点问题。
三、聚合物在微纳技术中的作用
浇铸成型：主要在PDMS或者硅胶一类的弹胶 型聚合物材料上制作微雕刻结构的加工技术。
四、微纳技术面临的问题
1.纳米技术已展现出巨大的工程价值和广阔 的应用前景，但绝大多数纳米结构和纳米器 件仍停留在实验室原型阶段。如效率高达 30%以上的新型纳结构太阳能电池、下一代 平板显示器和生化传感器等，由于缺乏批量 化、低成本和质量一致性的纳米制造技术的 支持而难以面市。目前，已被广泛认同的批 量化的纳米制造技术主要有纳米压印技术、 LIGA技术和自组装技术等。因此如何建立批 量化纳米制造新原理与新方法，发展纳米批 量化制造新工艺与新装备，使纳米器件从实 验室原型走向产业化应用。
一、微纳技术简介
3.微纳技术主要特征有：
（1）制造对象与过程涉及跨（纳/微）尺度；
（2）制造过程中界面/表面效应占主导作用；
（3）制造过程中原子/分子/行为及量子效应影 响显著；
（4）制造装备中微扰动的影响显著。
二、国内外微纳技术研究现状
1. 微纳加加工技术一般指微米、纳米级（ 1100nm) 的材料、设计、制造、测量、控制和产 品的研究、加工、制造以及应用术由于受到基 础装备、工艺技术、科研经费、行业基础等多 方面因素的影响。我国的微纳制造技术的研究 与世界先进水平之间尚有差距。 从制造角度来说，国内的微纳技术应用除了 在微电子技术、生命科学生物工程及材料应用 外，在机电工程领域如静电陀螺等精确制导系 统方面也有应用。但总体上来说，国内微纳制 造加工成熟度不高