哈工大-精密和超精密加工技术-大作业

合集下载

哈工大机械设计大作业螺旋传动设计千斤顶.

哈工大机械设计大作业螺旋传动设计千斤顶.

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书大作业名称:螺旋传动设计设计题目:设计螺旋起重器(千斤顶)班级:1215102设计者:张紫薇学号:1121510208指导教师:张锋设计时间:2014年10月6日哈尔滨工业大学目录一、设计任务书 (1)二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料 (2)2、耐磨性计算 (2)3、螺杆各部分尺寸计算 (2)4、螺杆强度校核 (2)5、螺母螺纹牙强度计算 (3)6、螺纹副自锁条件校核 (4)7、手柄设计…………………………………………………………………………………………… (4)8、螺杆的稳定性校核 (5)9、螺母外经及凸缘设10、底座设计………………………………………………………………………………………………611、其他零件相关尺寸 (7)三、参考文献 (8)一、设计任务书设计螺旋起重器,简图如下1、螺旋起重器已知数据:起重量F Q=30kN,最大起重高度H o=180mm(题号3.1.1)。

2、设计要求:(1) 绘制装配图一张,画出起重器的全部结构,按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏,编写技术要求。

(2) 对起重器各部分尺寸进行计算,对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性进行校核。

二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45号钢,由参考文献[3]查得抗拉强度MPa 600b =σ,MPa 355s =σ。

螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3(考虑速度低)。

2、耐磨性计算根据螺纹的耐磨性条件 []p hHd FPp s ≤=2π,引进系数2d H =ψ以消去H ,并且对于梯形螺纹,h =0.5p ,因此得[]mm 4.23226.110308.08.032=⨯⨯=≥p F d ψ式中2d ——螺杆螺纹中径,mm ;F ——螺杆所受轴向力,即起重量,kN ;ψ——根据螺母结构选定,对于整体式螺母取ψ=1.2~2.5,此处取ψ=1.6;[]p ——滑动螺旋副材料的许用压强,根据参考文献[2]中表8.11,当螺杆和螺母副材料分别是钢和青铜且低速滑动时,许用压强[]p =18~25,此处取[]p =22 。

哈工大试题库及答案---几何精度习题

哈工大试题库及答案---几何精度习题

第二章几何量精度目的:从基本几何量的精度项目入手,了解几何量线性尺寸、角度尺寸、形状和位置精度的基本概念及有关国标的基本内容,形位精度和尺寸精度间的关系——公差原则。

重点:掌握尺寸精度及配合的选用;形位公差的标注;形位公差带的特点;公差原则。

难点:尺寸精度及配合的选用;形位公差带的特点;公差原则。

习题一、判断题〔正确的打√,错误的打X〕1.公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。

()2.基本尺寸不同的零件,只要它们的公差值相同,就可以说明它们的精度要求相同。

()3.国家标准规定,孔只是指圆柱形的内表面。

()mm的轴,加工得愈靠近基本尺寸就愈精确。

()4.图样标注φ200-0.0215.孔的基本偏差即下偏差,轴的基本偏差即上偏差。

()6.某孔要求尺寸为φ20-0.046,今测得其实际尺寸为φ19.962mm,可以判断该孔合格。

-0.067()7.未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。

()8.基本偏差决定公差带的位置。

()9.某平面对基准平面的平行度误差为0.05mm,那么这平面的平面度误差一定不大于0.05mm。

()10.某圆柱面的圆柱度公差为0.03 mm,那么该圆柱面对基准轴线的径向全跳动公差不小于0.03mm。

()11.对同一要素既有位置公差要求,又有形状公差要求时,形状公差值应大于位置公差值。

()12.对称度的被测中心要素和基准中心要素都应视为同一中心要素。

()13.某实际要素存在形状误差,则一定存在位置误差。

()mm孔,如果没有标注其圆度公差,那么它的圆度误差值可任14.图样标注中Φ20+0.021意确定。

()15.圆柱度公差是控制圆柱形零件横截面和轴向截面内形状误差的综合性指标。

()16.线轮廓度公差带是指包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域,诸圆圆心应位于理想轮廓线上。

()17.零件图样上规定Φd实际轴线相对于ΦD基准轴线的同轴度公差为Φ0.02 mm。

这表明只要Φd实际轴线上各点分别相对于ΦD基准轴线的距离不超过0.02 mm,就能满足同轴度要求。

(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器,旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。

螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备,具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。

二、设计要求1.提升能力:最大提升重量为2吨,且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。

2.旋转速度:旋转速度应可调节,以便根据实际需要调整提升速度。

3.稳定性:设备应具备较高的稳定性,以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。

4.结构紧凑:设备结构应尽量紧凑,以减少占地面积和重量。

5.操作简便:设备应易于操作,控制精度高,以便实现高效准确的提升。

三、设计方案1.总体结构:螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。

旋转轴通过轴承与支撑架连接,支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。

螺旋杆与旋转轴连接,通过旋转轴的旋转实现重物的升降。

电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。

2.旋转轴设计:旋转轴是螺旋起重器的核心部件,它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。

因此,我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料,并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。

此外,我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起,以提高其抗扭强度。

3.螺旋杆设计:螺旋杆是直接与重物接触的部件,其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。

我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料,并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。

螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计,使其既能保证设备的稳定性,又能满足最大提升重量的要求。

4.支撑架设计:支撑架是整个设备的支撑结构,其稳定性直接关系到设备的性能。

我们采用高强度钢材制作支撑架,并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。

此外,我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。

5.电机和控制系统设计:电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。

机械制造工艺学课后习题答案(哈工大)

机械制造工艺学课后习题答案(哈工大)

1-1.(什么就是生产过程,工艺过程与工艺规程)生产过程—机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联得劳动过程得总与.工艺过程-按一定顺序逐渐改变生产对象得形状(铸造、锻造等)、尺寸(机械加工)、ﻫ相对位置(装配)与性质(热处理)使其成为成品得过程机械加工工艺规程—规定零件机械加工工艺过程与操作方法等得工艺文件。

1—2、(什么就是工序,安装,工步与工位)工序—一个(或一组)工人,在一个工作地点,对一个(或同时几个)工件所连续完成得那部分工艺过程。

2.工步—在加工表面与加工工具(切削速度与进给量)都不变得情况下,所连续完成得那一部分工序。

3。

安装—工件经一次装夹后所完成得那一部分工序。

4、工位—一次装夹工件后,工件与夹具或机床得可动部分一起相对刀具或机床得固定部分所占据得每一个位置,称为工位(在一个位置完成得部分工序) 。

5.行程(走刀)—对同—表面进行多次切削,刀具对工件每切削一次,称之为一次行程.加工余量得概念:指加工过程中所切去得金属层厚度。

余量有工序余量与加工总余量之分.工序余量:相邻两工序得工序尺寸之差;加工总余量:从毛培变为成品得整个加工过程中某表面切除得金属层总厚度,即毛培尺寸与零件图设计尺寸之差.影响加工余量得因素:1上下表面粗糙度H1a与缺陷层H2a 2上工序得尺寸公差Ta3上工序得尺寸误差4本工序加工时得装夹误差时间定额得定义:在一定生产条件下,规定完成一定产品或完成一道工序所消耗得时间.时间定额得组成:1基本时间tj2辅助时间tf 3工作地点服务时间tfw4休息与自然需要时间tx 5准备终结时间tzz1-3、(生产类型就是根据什么划分得?常用得有哪几种生产类型?她们各有哪些主要工艺特征)⏹生产类型—企业生产专业化程度得分类。

一般分为单件生产、成批(批量)生产与大量生产⏹(1)单件(小批)生产- 产品产量很少,品种很多,各工作地加工对象经常改变,很少重复。

⏹(2)成批生产- 一年中分批轮流地制造几种不同得产品,每种产品均有一定得数量,工作地得加工对象周期地重复。

哈工大和哈工大深研院在超精密加工方面的状况

哈工大和哈工大深研院在超精密加工方面的状况

2
Harbin Institute oபைடு நூலகம் Technology Shenzhen Graduate School

1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
哈工大深研院在精密超精密加工方面开展了深入的研究,开展了用于超精密 和超高速加工领域的气体润滑技术研究,开发了超精密机床的精密气浮主轴、精密 气浮导轨、超高速气浮电主轴,以及单点金刚石超精密数控车床和基于并联机构的 抛光机等等,建立了相应的实验和检测环境。
8
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School

1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
超精密车床其它辅助技术的研究
真空吸盘采用如下图 (a)所示的结构示意图,可以吸附不同直径的工 件、吸附能力强等优点。刀架采用如下图 (b)所示的结构示意图,具有可微 调刀具的高度、夹持刚性强等优点。
本提升项目的技术指标为: z 加工零件的表面粗糙度:30nm; z 主轴回转精度:轴向<50nm,径向<50nm; z 主轴最高转速:2000rpm; z X轴、Z轴行程:140mm; z 直线光栅分辨率:1nm; z 导轨直线度(敏感方向):0.3μm/全行程;
5
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School

1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
总体布局图
Z X
(a)俯视图
主轴
X
Z
主轴
刀具(如想快刀加 工,安装FTS模块) (b)前视图
ω 主轴
导轨 床身
工件
刀具
c) 三维视图

中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室(2)

中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室(2)

中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室2021年XX基金课题指南超精密加工技术重点实验室管理办公室XX二〇一二年十一月目录中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室2021年XX基金课题指南超精密加工技术重点实验室(以下简称“实验室”)隶属中国工程物理研究院(以下简称“中物院"),是中物院超精密加工科技方向基础性、创新性研究的责任主体.实验室成员单位为电子工程研究所、机械制造工艺研究所、激光聚变研究中心,挂靠单位为机械制造工艺研究所,主要从事超精密加工机理、工艺、装备与检测等基础研究工作。

为进一步推动XX、合作与交流,实验室面向全国超精密加工技术领域的研究与工程技术人员设立XX基金,支持国内优势单位与院内单位共同组建联合研究团队开展相关领域的基础、前沿性研究工作。

创立本基金的目的在于,引导和调动全国高等院校、科研机构的科技人员积极参与超精密加工技术领域的基础性研究,发现新现象、新规律,拓展新方向,建立高水平学术交流与合作渠道,培养超精密加工领域科技人才。

XX基金课题分为XX基金重点课题及XX基金面上课题两类。

一、2021年XX基金重点课题指南课题1:紧凑型射频波导传输线研究科学意义和需求背景:移相器是相控阵雷达和卫星通讯系统的关键部件,在电扫描相控阵雷达天线系统中有广泛应用,传统类型移相器(如铁氧体或二极管型),其体积相对较大、工作频带窄、损耗大、不易集成、成本高等,这些因素限制了这类移相器的进一步应用。

移相器的出现开辟了移相器技术研究的新途径,移相器具有频带宽、损耗小、成本低、超小型化、易于与、电路集成等特点,对现代雷达和通信系统的具有重要的意义。

移相器一般由开关、传输线、馈电单园等基本单位构成.开关是移相器的切换功能单园,而共面波导传输线则是为了让移相器实现高集成的低损连接,在现代单片微波集成电路中应用广泛。

对于射频器件,除了性能上的要求,对于它的小型化也提出了要求,作为射频器件的基本组成部分的传输线也要适应这个趋势。

哈工大函授课程所用教材

哈工大函授课程所用教材
《高等学校文科教材-英语(非英语专业用)》一、二册
复旦大学外文系文科英语教材编写组编
G2150011H、G2150012H G3150012H、G3150013H、G3150014H G1420010H G0230010H G0160010H G0240010H Z1130020H、Z2130020H、Z3130020H J1130010H、J3130010H Z1130130H、Z3130130H Z1130030H、Z2130030H、Z3130030H Z1130040H、Z2130040H、Z3130040H J1130120H、J3130120H、J2130120H Z1130050H、Z2130050H、Z3130050H Z1130060H 、Z3130060H Z1130140H、Z3130140H Z2130070H、Z3130070H Z2130260H、Z3130260H Z3200050H J1200010H、J2200010H、J3200010H Z3200170H J3200160H Z3200180H
《全新版大学英语综合教程》一至四册 《大学语文》 《政治经济学教程(第七版)》
上海外语教育出版社 北京师范大学出版社 中国人民大学出版社
2004 2002
2005
2009年修订版
高等教育出版社 高等教育出版社 机械工业出版社 科学出版社 机械工业出版社
2008 2008 2012 2013年3月 武汉理工大学出版社 2012 机械工业出版社 2007 北京大学出版社 2006 建筑工业版社 2000 机械工业出版社 2007年5月 徐友全,许程洁 2007 建筑工业版社 2004 机械工业出版社 2008
清华大学出版社 电子工业出版社 马凤才 机械工业出版社 徐井岗 科学出版社 菲利普· 科特勒 华夏出版社 关老健 中山大学出版社 地震出版社 刘广第 清华大学出版社 周曙东主编 东南大学出版社 黄梯云、李一军主编 高等教育出版社 朱洪文 高等教育出版社 机械工业出版社,科学出版社 韩东平 东北财经大学出版社 万寿义主编 上海财经大学出版社 赵建勇主编 武汉理工大学出版社 高艳茹 王福胜 机械工业出版社 艾文国,孙洁编著 高等教育出版社 机械工业出版社,科学出版社 王福胜 机械工业出版社,科学出版社 王福胜 许家林等著 立信会计出版社 立信会计出版社出版 刘学华主编 财政部注册会计师考试委员会办公室编 财政经济出版社 机械工业出版社出版 王培欣主编 全国注册资产评估师辅导教材 财政经济出版社 魏华林,林宝清主编 高等教育出版社 陈工 武汉大学出版社 姜波克 复旦大学出版社 黄亚钧 高等教育出版社 《货币银行学》(高等财经院校成人教育系列教材) 张忠宝,李冰 经济科学出版社

哈工大机械设计大作业轴系部件设计完美版

哈工大机械设计大作业轴系部件设计完美版

Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称:机械设计设计题目:轴系部件设计院系:班级:设计者:学号:指导教师:郑德志设计时间:2014年11月哈尔滨工业大学目录一、选择轴的材料 (1)二、初算轴径 (1)三、轴承部件结构设计 (2)3.1轴向固定方式 (2)3.2选择滚动轴承类型 (2)3.3键连接设计 (2)3.4阶梯轴各部分直径确定 (3)3.5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (4)四、轴的受力分析 (5)4.1画轴的受力简图 (5)4.2计算支反力 (5)4.3画弯矩图 (6)4.4画转矩图 (6)五、校核轴的弯扭合成强度 (8)六、轴的安全系数校核计算 (9)七、键的强度校核 (10)八、校核轴承寿命 (11)九、轴上其他零件设计 (12)十、轴承座结构设计 (12)十一、轴承端盖(透盖) (13)参考文献 (13)一、 选择轴的材料通过已知条件和查阅相关的设计手册得知,该传动机所传递的功率属于中小型功率。

因此轴所承受的扭矩不大。

故选45号钢,并进行调质处理。

二、 初算轴径对于转轴,按扭转强度初算直径:d ≥√9.55×106P n10.2[τ]=C √P n13式中 d ——轴的直径;P ——轴传递的功率,kW ;n1——轴的转速,r/min;[τ]——许用扭转剪应力,MPa; C ——由许用扭转剪应力确定的系数;由大作业四知P =3.802kw所以:d ≥36.99mm本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大5%,即d ≥36.99×(1+5%)=38.84mm按照GB2822-2005的a R 20系列圆整,取d =40 mm 。

根据GB/T1096—1990,键的公称尺寸b ×h =12×8,轮毂上键槽的尺寸 b=12mm ,1t =3.3mm 3、设计轴的结构3.1轴承机构及轴向固定方式因传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,估计轴不会长,故轴承部件的固定方式采用两端固定方式。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

哈工大-精密和超精密加工技术-大作业《精密和超精密加工技术》课程大作业院(系)英才学院专业机械设计制造及其自动化姓名xxx学号612xxx班号1236xxx完成日期2015.7.8哈尔滨工业大学机电工程学院2015年精密和超精密加工技术(大作业)目录1前言 (1)2LIGA工艺[2] (2)3UV-LIGA工艺[3] (4)4LIGA技术的应用[5] (5)5结论[6] (6)参考文献 (6)LIGA技术及其应用摘要:微电子机械系统(MEMS)技术的兴起及其在现代信息社会中的广泛应用,推动了能实现高深宽比三维微细加工的LIGA及准LIGA技术的迅速发展。

本文介绍了LIGA相关技术的发展状况并举例说明了它们在射频、光学等方面上的一些应用。

关键词:三维微细加工;LIGA技术;UV-LIGA技术The Development and Application of LIGA Abstract: LIGA and quasi-LIGA technologies used for high aspect ratio 3-D micromachining were accelerated by the rise and wide applications in information society of MEMS (micro-electro-mechanical systems) technology. LIGA and related technologies are presented, and the applications of these technologies are illustrated for examples.Keywords: 3-D micromachining;LIGA technology;UV-LIGA technology1 前言随着MEMS技术的发展和人们在微机械制造方面所取得的成就,对各种微执行器、微传感器等微结构的制造方法的研究成为MEMS 技术研究的一个热点,同时微机械制造技术也是MEMS技术向更高层次发展的推动力。

微结构的广泛应用直接导致MEMS市场对三维微机械部件的需求量呈指数增长。

因此,三维微细加工技术就成为MEMS技术非常重要的工艺技术之一[1]。

LIGA是德文Lithographie、Galvanoformung和Abformung三个词的缩写,是X射线深层光刻、微电铸和微复制工艺的完美结合,20 世纪80 年代由德国卡尔斯鲁尔核研究中心开发而成。

LIGA 技术自问世后, 发展非常迅速, 德国、美国和日本都开展了该技术领域的研究工作。

LIGA 技术是一种利用同步辐射X 射线制造三维器件的先进制造技术。

它由X射线掩模板制备、同步X射线光刻、微结构模具、微电铸和微复制工艺组成,用LIGA 技术可以进行微器件的大批量生产,使成本大大降低。

LIGA 技术主要有以下几个特点:•它的产品具有很大的结构强度,因而坚固耐用,实用性强;•LIGA 产品可以用多种材料制备,如金属、陶瓷、聚合物等;•可以直接生产复合结构。

并同时具有电路制作能力,便于制作机电一体•可以获得亚微米级精度的微结构;•便于批量生产和大规模复制,因而成本低廉价格便宜。

它的最大特点是能加工高深宽比的微结构。

目前利用LIGA 技术加工的微结构典型参数见表1。

表 1 利用LIGA技术加工的微结构典型参数典型参数数值结构深度20μm~500μm (最大可达1mm)深宽比200 最小尺寸2μm 表面最小细节0.5μm表面粗糙度0.03μm~0.05μm (峰谷差)加工精度0.1μm最大结构尺寸20mm~60mm2 LIGA工艺[2]图1是LIGA工艺中的主要制作步骤。

它包括三个基本步骤:借助同步辐射X光实现的厚胶曝光、将样品结构浸入电解液中在凹槽处电镀金属和实现微复制的注塑成形。

LIGA技术之所以能实现高深宽比的三维微结构,其关键是深层光刻技术。

为了实现高深宽比、纵向尺寸达到数百微米的深度刻蚀,并且侧壁垂直、光滑,一方面需要高强度、平行性很好的光源,这样的光源只有用同步加蚀剂必须有良好的分辨力、机械强度、低应力,同时还要与基片粘附性好。

用于深层X光光刻的光刻胶一般用综合性能良好的有机聚合物聚甲基丙烯酸甲酯Poly (methylmethacrylate) -PMMA。

PMMA是正性光刻胶,有很好的透光性。

这种情况下光源的条件是能量为10 keV,波长为0.2~0.8 nm。

然而PMMA有其本身的吸收性和热学特性的局限,其低灵敏度是一个尤其严重的问题,这将影响生产效率。

因此需要尽可能地增大同步加速器的辐射能量。

为了减小光刻过程的成本费用,主要方法是使用具有更高能量的质子,达到MeV量级。

由于增加了X光的穿透能力,同样的时间内可以使更多的光刻胶曝光。

另一个引起人们注意的减小光刻成本的方法就是用开发使用灵敏度更高的光刻胶。

a)L IGA工艺中的主要制作步骤b) 典型LIGA工艺流程图图 1 LIGA技术的典型工艺流程该技术使用紫外光源对光刻胶曝光,光源来自于汞灯,所用的掩膜板是简单的铬掩膜板。

其原理步骤如图2所示。

该工艺分为两个主要的部分:厚胶的深层UV光刻和图形中结构材料的电镀。

其主要困难在于稳定、陡壁、高精度的厚胶模的形成。

对于UV-LIGA适用光刻胶的研究,做得较多的是SU-8胶[4]。

SU-8胶是一种负性胶,即曝光时,胶中含有的少量光催化剂(PAG)发生化学反应,产生一种强酸,能使SU-8胶发生热交联。

SU-8胶具有高的热稳定性、化学稳定性和良好的力学性能,在近紫外光范围内光吸收度低,整个光刻胶层可获得均匀一致的曝光量。

因此,将SU-8胶用于UV-LIGA中,可以形成图形结构复杂、深宽比大、侧壁陡峭的微结构。

其不足之处是存在张应力,以及烘烤量大时在工艺的后段难以除去。

值得指出的是,SU-8胶在X光辐照下无膨胀、龟裂等现象,且对X光的灵敏度比PMMA高几百倍,因此有人[4]研究将它用于标准LIGA技术中替代PMMA,以降低光刻过程的成本费用。

UV-LIGA技术也可以采用了商品化的AZ4562光刻胶[5]。

该光刻胶粘性大、透过性好,涂胶厚度可以达到100μm。

厚胶的烘烤工艺要求很严格,它将决定结构图形的最小特征尺寸和最大深宽比。

烘烤温度和时间取决于光刻胶的厚度。

但是为了获得无龟裂的光刻胶,其温度一般不能超过120℃。

一般情况下,用紫外光对光刻胶进行大剂量曝光时,光刻胶不宜太厚。

用紫外线作光源和多层光刻胶技术来代替同步辐射X光深层光刻的多层光刻胶LIGA工艺,可以看作是改进型的UV-LIGA技术。

此技术是先对最上层胶用紫外光刻蚀的方法加工图形,然后以此作掩膜用RIE刻蚀下面部分,实现光刻图形向下层的转移。

图 2 UV-LIGA工艺技术4.1 在射频技术上的应用半导体技术的进步推动了平面型单片微波集成电路(MMICs)的发展,使得在一块芯片上设计小型化、多功能化、高性能化的RF电路成为可能。

然而,随着通信系统中频率的使用达到Ka波段(25~40GHz)以及宽带性能的需要,传统电路技术受到了技术上的局限。

对于微波传输带,由于高频段上的损耗大,宽频带性能很难实现。

为了克服传统传输线的缺点,提出了采用新的RF MEMS传输线结构。

由于LIGA技术可以形成厚度大(10μm~1mm)、侧壁陡(垂直度优于89.9°)的导体,相比于传统集成传输线,这将增大电路的传导界面和耦合性。

这些优点使得LIGA技术在微波、毫米波器件上的应用受到了重视。

LIGA结构可以用于发射机、宽带滤波器的单片电路,而用传统的薄膜工艺技术难以实现。

图3是用准LIGA技术制作的用于Ka波段的宽带滤波器。

图中的金属导体侧壁陡峭,厚度为104μm,接近设计值100μm。

图 3 LIGA带通滤波器的SEM照片4.2 发展趋势由于LIGA技术需要昂贵的同步辐射X射线光源和X射线掩模板,加工周期较长, 这大大限制了LIGA技术的普及和推广。

近几年来开发出了多种替代工艺,统称为准LIGA 技术。

虽然准LIGA 技术达到的技术指标低于同步辐射LIGA 技术,但由于其成本低廉,加工周期短,大大扩展了LIGA 技术的应用范围。

LIGA技术相对于其它微制造技术存在一些优势,且具有柔性。

采用X射线深层光刻制造具有大结构高度,高深宽比的组件、系统或模具仍然是目前最为精确的批量生产技术。

LIGA 技术最令人感兴趣的是它可以通过复制技术提供各种材料的微结构,尤其是金属和聚合物。

这种技术的实用性和加工的柔性正通过更先进的工艺、牺牲层技术、多层和倾斜曝光技术与其它微制造工艺通过多道加工或装配形成复合工艺等得以进一步加强和扩展。

LIGA 技术所胜任的几何结构不受材料特性和结构方向的限制,可以制造出各种金属、合金、塑料、玻璃、陶瓷等材料的微机械。

因此,它是微机械制造技术的一个飞跃。

LIGA 技术作为微机械三维立体结构的首选制造工艺,已在各国得到更多、更广泛的重视。

当前的主要应用领域为微机械器件、微光学、尤其是传感、光通信和数据通信网络。

未来具有较大影响的领域可能包括大面积、高精度图形化以及应用于各种应用的铸造工具的制造。

参考文献[1] 张永华. LIGA相关技术及应用[J]. 传感器技术, 2003,(22): 60-64.[2] 李永海. LIGA/准LIGA技术微电铸工艺研究进展[J]. 电子工艺技术, 2005, (26):1-6.[3] 孔祥东, 张玉林. LIGA工艺的发展及应用[J]. MEMS器件与技术, 2004, (5): 13-18.[4] 吴广峰, 胡鸿胜, 朱文坚. LIGA工艺基础及其发展趋势[J]. 机电工程技术,2007,(36):89-95.[5] 杜立群, 莫顺培. UV-LIGA和微细电火花加工技术组合制作三维金属微结构[J]. 光学精密工程,2010,(18): 363-368.[6] 刘刚, 田扬超. 国家同步辐射实验室的LIGA技术研究及应用[J]. 机械工程学报,2008,(44): 47-52.。

相关文档
最新文档