激光微细加工技术及其在MEMS微制造中的应用讲解
激光微纳加工技术的发展及其应用研究
激光微纳加工技术的发展及其应用研究激光微纳加工技术是指利用激光精密加工制造微细结构的技术，通常被应用于微电子、微机械、生物医学等领域。
随着科技的不断进步，激光微纳加工技术得到了越来越广泛的应用和研究。
本文将从技术的发展历程、应用领域的扩展以及未来的发展趋势三个方面进行详述。
技术的发展历程激光微纳加工技术最初的起源可以追溯到20世纪60年代，那时候激光微加工还只是一个比较新颖的技术，仅限于表面处理和简单的开槽加工。
1965年，曾在贝尔实验室工作的Theodore Harold Maiman发明了激光，之后激光加工技术得到了快速发展，1970年代末与1980年代初先后涌现出了保护材料法、铜制蚀刻法、氧化退火法等用于激光微纳加工工艺的方法，这大大促进了激光微纳加工技术的应用。
随着半导体工厂在微米制造方面的发展，激光微纳加工技术得以进一步推广，并达到了新的发展阶段。
其中，连续激光加工和脉冲激光加工是最常用的两种激光加工方式，前者主要应用于材料切割和钻孔加工等领域，后者则主要应用于表面处理和蚀刻加工等领域。
应用领域的扩展激光微纳加工技术的应用领域非常广泛，包括微电子技术、MEMS技术、微机械技术、光电子技术、生物医学等多个领域。
其中，微电子技术是激光微纳加工技术最早应用的领域之一，主要应用于电路板的制造和封装。
MEMS技术则是一种微型机电系统技术，其利用激光微纳加工技术来制造出微型传感器、执行器和其他微型机械元件，将其安装在薄膜上，实现微型化处理。
随着科技的不断发展，MEMS技术应用的领域也不断扩展，包括气体传感器、惯性传感器、微药物泵等。
微机械技术则是利用微纳加工技术来制造微小机构的技术，如微型齿轮、微型弹簧等，将其应用于机器人、航空飞行器等领域。
光电子技术则是利用光电子器件来进行光信号处理的技术，其常用于制造芯片和半导体材料。
生物医学则是激光微纳加工技术的新兴应用领域，其应用主要集中在医疗器械的制造与研究上。
激光微加工技术在电子芯片制造中的应用研究
激光微加工技术在电子芯片制造中的应用研究激光微加工技术是一种以激光为工具，对微小尺寸物体进行加工和处理的高精度技术。
随着电子行业的快速发展，尤其是移动通信、物联网和人工智能等领域的迅速崛起，对电子芯片的制造和生产提出了更高的要求。
激光微加工技术以其高精度、高效率、非接触性和灵活性等特点，在电子芯片制造中得到了广泛的应用，为电子行业的发展提供了强大的支持。
首先，激光微加工技术在电子芯片制造中的应用可以实现微米级的加工精度。
传统的电子芯片制造过程中，如刻蚀、切割、开孔等工序往往依赖于化学腐蚀和机械切割等方式，但这些方法存在加工精度低、加工效率不高、对材料损伤大等问题。
而激光微加工技术可以通过控制激光的功率、扫描速度和聚焦距离等参数，实现对微小尺寸物体的高精度加工，能够满足电子芯片制造中对尺寸和形状要求的严苛需求。
其次，激光微加工技术在电子芯片制造中的应用可以提高制造效率。
激光在微加工过程中可以实现非接触式加工，避免了传统机械加工中的刀具磨损和材料损耗等问题，同时也避免了杂质和污染物对加工过程的干扰。
此外，激光微加工技术还可以实现高速扫描和快速定位，使加工过程更加快速高效。
这些特点使得激光微加工技术在电子芯片制造中能够大大提高生产效率，降低制造成本，从而满足电子行业对于大规模生产和快速交货的需求。
第三，激光微加工技术在电子芯片制造中的应用可以实现对不同材料的加工和处理。
电子芯片是由多种材料组成的，如硅基材料、金属材料、陶瓷材料等。
传统的加工方法往往只适用于特定材料，而激光微加工技术在加工过程中可以通过调整激光的功率、频率和脉冲宽度等参数，实现对不同材料的加工和处理。
例如，激光可以在硅基材料上实现精细的切割和开孔，也可以在金属材料上实现高效的焊接和打孔，同时还可以在陶瓷材料上实现高精度的加工和表面处理。
这使得激光微加工技术在电子芯片制造中能够灵活地应对不同材料的加工需求。
最后，激光微加工技术在电子芯片制造中的应用可以实现对复杂结构的加工和多工序加工的集成。
激光微加工技术在微电子制造中的应用
激光微加工技术在微电子制造中的应用近年来，激光微加工技术在微电子制造领域中得到了广泛的应用，并且越来越受到人们的重视。
激光微加工技术具有高精度、高效率、非接触、无损伤等特点，在微电子制造中具有独特的优势。
下面将就激光微加工技术在微电子制造中的应用进行探讨。
一、激光微加工技术在微电子制造中的应用概述激光微加工技术是指利用激光束对微观物质进行切割、打孔、加工等处理的技术。
在制造微电子器件时，需要对细小的零部件进行加工和制造，这就需要高精度、高效率的微加工技术，而激光微加工技术正好可以满足这一要求。
在微电子制造中，激光微加工技术应用非常广泛。
例如，可以利用激光微加工技术对半导体芯片进行沟槽切割、薄膜剥离等处理，可以制造柔性电子器件、集成电路等微电子器件。
二、激光微加工技术在半导体芯片制造中的应用半导体芯片是微电子器件中的一种，其制造需要进行多道工序的加工，其中就包括激光微加工技术。
在半导体芯片制造中，激光微加工技术主要应用于沟槽切割、薄膜剥离等方面。
1. 沟槽切割在半导体芯片制造过程中，需要对芯片进行沟槽的切割，以便将其分割成小块，并且可以通过沟槽使得芯片中的电流、信号等得到分离和传递。
利用激光微加工技术进行沟槽切割，具有高精度、高效率等优点，可以实现对各种材料的切割。
比如利用激光微加工技术可以对硅晶体进行沟槽的切割，这在制造芯片时非常重要。
2. 薄膜剥离在制造半导体芯片时，需要将一些材料层进行剥离，以便后续的加工。
利用激光微加工技术进行薄膜剥离，可以实现高精度、无损伤等特点。
例如，在制造柔性电子器件时，需要将金属薄膜进行剥离，利用激光微加工技术可以将金属薄膜完整地剥离下来，并且表面不受任何损伤。
三、激光微加工技术在微电子器件制造中的应用微电子器件制造需要进行细微的加工和制造，而且需要高精度、高效率的技术支持。
在微电子器件制造中，激光微加工技术也得到了广泛的应用。
1. 制造柔性电子器件柔性电子器件是近年来发展非常迅速的一种器件，其具有极高的柔韧性，可以弯曲、拉伸等，适用于各种复杂的形状和场合。
激光微加工技术在微电子领域中的应用
激光微加工技术在微电子领域中的应用在微电子领域中，激光微加工技术被广泛应用于芯片制造、光电器件制造以及微纳加工等领域。
激光微加工技术具有非接触式、高精度、高速度、适用于多种材料等优点，被应用于微电子领域中的各种工艺。
一、激光微加工技术在芯片制造中的应用芯片制造是微电子领域中的核心技术之一，其质量的高低直接影响到整个微电子产品的质量和性能。
激光微加工技术在芯片制造中的应用主要包括以下几个方面：1.刻蚀激光微加工技术可以通过光化学反应或热化学反应来刻蚀芯片表面的材料，实现制造高精度、高质量的微小结构。
利用激光微加工技术进行刻蚀，可以避免传统的物理或化学方法造成的损伤或污染，从而保证芯片的质量和性能。
2.切割激光微加工技术可以通过局部加热或切割，实现对芯片内部晶体管管脚的分离。
激光微加工技术具有高精度、非接触式、高效率的优点，可以更加精细地控制芯片管脚的分离处，从而提高整个芯片的工作效率和稳定性。
3.钻孔激光微加工技术可以通过焦点控制、逐层加工等技术，实现对芯片内部各种尺寸的孔洞加工。
激光微加工技术所产生的孔洞质量和精度高，可以达到纳米级别，从而更好地适应芯片设计的要求和需求。
二、激光微加工技术在光电器件制造中的应用光电器件是微电子领域中的重要组成部分，其制造过程需要高精度、高效率的微加工技术。
激光微加工技术在光电器件制造中的应用主要包括以下方面：1.光刻激光微加工技术可以通过高精度的光刻技术，实现对光学元器件的精细制造。
激光微加工技术所产生的光刻线宽度小，可以达到微米或更小的尺寸，从而更好地实现光学元器件的设计和制造需求。
2.微结构加工激光微加工技术可以通过焦点控制、局部控制等技术，实现对光电器件的微小结构加工。
例如，可以利用激光微加工技术制造微型光栅、微透镜等微小结构，实现光电器件的微细化和提高光学性能。
三、激光微加工技术在微纳加工领域中的应用微纳加工是微电子领域中的重要技术之一，涉及到几乎所有的微电子制造领域。
激光加工技术在微纳加工中的应用探究
激光加工技术在微纳加工中的应用探究随着科技的不断进步，微纳加工技术成为了现代制造业中一个重要的研究方向。
而激光加工技术作为一种高精度、高效率的加工手段，被广泛应用于微纳加工领域。
本文将探讨激光加工技术在微纳加工中的应用及其优势。
一、激光加工技术在微纳加工中的应用领域激光加工技术在微纳加工中有着广泛的应用领域。
首先，激光加工技术可以用于制造微小尺寸的元件和结构。
例如，可以使用激光光束刻蚀材料表面，制造出微型阻尼器、微机电系统(MEMS)等微小器件。
其次，激光加工技术还可以用于微纳材料的制备。
激光光束能够在微观尺度上改变材料的性质和形态，从而实现对纳米材料的加工和修饰。
最后，激光加工技术还可以应用于生物医学领域，例如用于制造微滴生物芯片和激光打标等方面。
二、激光加工技术在微纳加工中的优势相比传统的加工技术，激光加工技术具有以下几个优势。
首先，激光加工技术具有高精度和高效率的特点。
激光光束具有较小的焦点尺寸和较高的功率密度，可以在微观尺度上实现精确的加工。
其次，激光加工技术无需接触材料，避免了机械加工中产生的磨损和变形问题。
此外，激光加工技术还可以实现非接触式加工，适用于对材料进行微切割和微焊接。
最后，激光加工技术还具有灵活性和可控性强的特点。
通过调节激光器的输出参数，可以实现加工过程的控制和优化。
三、激光加工技术在微纳加工中的挑战与发展虽然激光加工技术在微纳加工中具有广阔的应用前景，但也面临着一些挑战。
首先，激光加工技术的设备和材料成本较高，限制了其在工业化生产中的推广应用。
其次，激光加工技术在加工过程中容易产生辐射、热损伤和精细度下降等问题，需要进一步优化和改进。
此外，激光加工技术在加工特定材料（如光学材料）时，也存在着一定的限制和困难。
未来，激光加工技术在微纳加工中的发展仍然有很大的潜力。
一方面，随着激光器技术的不断进步，激光加工技术的性能和加工质量将得到进一步提升。
另一方面，随着新材料和新工艺的开发，激光加工技术将有更广泛的应用领域。
激光加工技术在微电子制造中的应用
激光加工技术在微电子制造中的应用近年来，由于微电子制造业的急速发展，激光加工技术逐渐受到了广泛的关注。
激光加工作为一种高精度、高效率、非接触式的加工方式，在微电子制造中的应用也越来越广泛，成为了当前微电子制造中的一个热门技术领域。
本文将重点探讨激光加工技术在微电子制造中的应用。
一、激光切割技术激光切割技术是一种常见的激光加工应用，它广泛应用于微电子制造的切割、修整、清洗等领域。
激光切割技术具有加工速度快、精度高、处理范围广、工艺过程简单等优点，在微电子制造中可以实现对金属、非金属等材料进行精细加工和微观切割。
其中，激光修整技术是激光加工技术在微电子制造中的重要应用之一，其主要应用于微缩技术的制造过程中。
例如，激光修整器能够精确地切割出各种形状图案，并对不规则的原始形状进行雕刻和修整，从而帮助广大制造商在生产过程中更为便捷地实现了微电子器件的生产和测试。
二、激光刻蚀技术激光刻蚀技术是激光加工技术在微电子制造中的重要应用之一。
此技术采用激光的高功率能量计算原理实现对图形、文字、标识等的刻蚀加工。
激光刻蚀技术具有加工速度快、精度高、工艺过程简单、可以实现对电路板具有高分辨率的刻蚀等优点。
在微电子制造中，激光刻蚀技术主要应用于电路板的刻画，特别是在半导体加工过程中。
使用激光来对样品进行加工处理可以确保电路板的精度、稳定性，同时减少了刻蚀污染因素对样品的影响，为制造商带来了便捷和高效的制造体验。
总结随着微电子制造技术的发展，激光加工技术在该领域中的应用也越来越广泛。
激光切割和激光刻蚀技术作为激光加工技术的两个重要组成部分，已经在微电子制造中获得了广泛的应用和认可。
未来，随着激光技术的不断进步和微电子制造发展趋势的变化，相信激光加工技术将在微电子制造行业中发挥更加重要的作用。
激光微加工技术讲解
自1960年第一台激光器问世以来，激光的研究及其在各个领域的应用得到了迅速的发展。
其高相干性在高精密测量、物质结构分析、信息存储及通信等领域得到了广泛应用。
激光的高方向性和高亮度可广泛应用于加工制造业。
随着激光器件、新型受激辐射光源，以及相应工艺的不断革新与优化，尤其是近20年来，激光制造技术已渗入到诸多高新技术领域和产业，并开始取代或改造某些传统的加工业。
1987 年美国科学家提出了微机电系统(MEMS发展计划，这标志着人类对微机械的研究进入到一个新的时代。
目前，应用于微机械的制造技术主要有半导体加工技术、微光刻电铸模造(LIGA工艺、超精密机械加工技术以及特种微加工技术等。
其中，特种微加工方法是通过加工能量的直接作用，实现小至逐个分子或原子的去除加工。
特种加工是利用电能、热能、光能、声能、化学能等能量形式进行加工的，常用的方法有：电火花加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工、电解加工等等。
近年来发展起来一种可实现微小加工的新方法：光成型法，包括立体光刻工艺、光掩膜层工艺等。
其中利用激光进行微加工显示出巨大的应用潜力和诱人的发展前景。
为适应21世纪高新技术的产业化、满足微观制造的需要，研究和开发高性能激光源势在必行。
作为激光加工的一个分支，激光微加工在过去十年被广泛关注。
其中原因之一是由于更加有效的激光源不断涌现。
比如具有非常高峰值功率和超短脉冲固体激光，有很高光束质量的二极泵浦的Nd:YAG激光器等。
另外一个原因是有了更为精确、高速的数控操作平台。
但一个更为重要的原因是不断涌现的工业需求。
在微电子加工中，半导体层的穿孔、寄存器的剪切和电路修复都用到激光微加工技术。
激光微加工一般所指加工尺寸在几个到几百微米的工艺过程。
激光脉冲的宽度在飞秒（fs ）到纳秒（ns ）之间。
激光波长从远红外到X 射线的很宽波段范围。
目前主要应用于微电子、微机械和微光学加工三大领域。
随着激光微加工技术的发展和成熟，将在更广的领域得到推广和应用。
超快激光加工技术在微纳制造中的应用
超快激光加工技术在微纳制造中的应用第一章：超快激光加工技术概述超快激光加工技术，是指在极短时间内(通常为飞秒及皮秒级别)利用激光将物质切割、打孔、雕刻、焊接和表面提纯等加工技术。
超快激光加工技术以其高精度、高效率、非接触、无热影响、无化学残留等优点，逐渐成为微纳加工中的主流技术。
第二章：超快激光加工技术在微纳制造中的应用超快激光加工技术广泛应用于微纳制造领域，包括微机电系统(微机电机械系统，MEMS)、光子学、表面处理等领域。
2.1 微机电系统微机电系统(MEMS)是一种将微米级别的机械结构、传感器、电子以及控制等系统集成到一起的技术，是微纳加工领域的一项重要技术。
超快激光加工技术可用于 MEMS 加工中的多种工艺：1. 切割与划线:超快激光可以切割、划线 Si、SiO2、石英玻璃等材料。
这些材料广泛用于 MEMS 的制造中。
2. 表面微处理:通过控制激光脉冲的能量密度，可对表面进行微观处理，如刻蚀、皱纹、自组装等。
3. 电极制造：超快激光加工技术可以用于加工导电材料，如金属电极、导电线等。
2.2 光子学光子学是指利用激光、光电子器件、光学波导等技术，研究光在物质中的作用及其应用，已成为微纳加工领域中最重要的方向之一。
超快激光加工技术在光子学中的应用：1. 光子芯片：超快激光加工技术可用于在微型芯片中加工光学元件(如闪烁计数器)。
2. 光传感器:利用超快激光生成的光可以用于制造光传感器，如应变传感器、温度传感器等。
3. 二光子聚合:利用超快激光加工技术，可实现单体分别轨迹，生长复杂的3D复合结构。
2.3 表面处理超快激光加工技术在表面处理上也有广泛的应用。
它可以通过控制激光脉冲的大小、能量密度等参数，对材料的表面进行精细加工。
其应用包括：1. 表面改性:利用超快激光进行表面处理，可以在材料表面形成微纳米级别结构，达到表面改性的效果。
2. 表面清洗:与传统表面清洗方法不同，超快激光清洗可以去除更深层的污染物。
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SpecialReports 2002年第3期综述激光微细加工技术及其在MEMS微制造中的应用LaserMicromachiningandItsApplicationintheMicrofabricationofMEMS潘开林①②陈子辰②傅建中①(①浙江大学生产工程研究所②桂林电子工业学院)摘要:文章综述了当前MEMS各类微制造技术,阐述了各种激光微细加工技术的原理、特点,主要包括准分子激光微细加工技术、激光LIGA技术、激光微细立体光刻技术等,以及它们在MEMS微制造中的应用。
关键词:激光微细加工微机电系统激光LIGA1所示[5]。
表1MEMS主要微制造技术对比技术LIGA1MEMS及其微制造技术概述微机电系统(ME,,知功能和执行功能,在此基础上可开发出高度智能、高功能密度的新型系统。
MEMS器件与系统未来将成为多个领域的核心,其作用与以CPU为代表的集成电路构成当今电子系统的核心一样。
鉴于MEMS技术的重要技术经济潜力和战略地位,引起了世界各国的高度重视。
MEMS主要是美国学者的称谓,在日本称为微机械,在欧洲称为微系统。
此外,微技术在不同的学科与应用领域,还有类似的不同的专业或行业术语,如生物技术领域的基因芯片(DNA芯片)、生物芯片(Bio-Chip),分析化学领域的微全流体分析系统(uTAS)、芯最小尺寸+++--(+)-(+)+++精度+++--(+)++-+高宽比粗糙度++-+-+++++++++--+-++几何自由度+-++++++--材料范围金属、聚合物、陶瓷金属、聚合物金属、聚合物、陶瓷聚合物金属、半导体、陶瓷金属、半导体非铁金属、聚合物技术准分子激光微细立体光刻微细电火化LCVD金刚石片实验室(LabonChip),与光学集成形成微光机电系统(MOEMS)等。
MEMS是从微电子技术发展而来,其微制造技术注:表中++、+、-、--分别表示很好、好、较差、很差,+-表示不同应用条件下的相对效果,括号内的“+”表示最新研究有所进展。
在目前MEMS微细加工技术的研究与应用中,激光微细加工技术得到了广泛的关注与研究。
激光微细加工制造商宣称激光微细加工技术具有:非接触工艺、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率、高的零件尺寸与形状的加工柔性等优点。
实际上,激光微细加工技术最大的特点是“直写”加工,简化了工艺,实现了MEMS的快速原型制造。
此外,该方法没有诸如腐蚀等方法带来的环境污染问题,可谓“绿色制造”。
在MEMS微制造中主要采用的激光微细加工技术有:激光直写微细加工、激光LIGA、激光微细立体光刻等,下面分别加以介绍。
主要沿用微电子加工技术与设备。
微电子加工技术与设备价格昂贵,适合批量生产。
由于微电子工艺是平面工艺,在加工MEMS三维结构方面有一定的难度。
目前,通过与其它学科的交叉渗透,已研究开发出以下一些特定的MEMS微制造技术。
(1)LIGA技术LIGA和准LIGA技术最大的特点是可制出高径比很大的微构件,但缺点同样突出,成本高。
(2)材料去除加工技术这类技术主要包括准分子激光微细加工[1～4]、微细电火花加工[5]、以牺牲层技术为代表的硅表面微细加工、以腐蚀技术为主体的体硅加工技术、电子束铣、聚焦离子束铣等。
(3)材料淀积加工技术这类技术主要包括激光7]辅助淀积(LCVD)、微细立体光刻[6、、电化学淀积等。
2准分子激光直写微细加工及其在MEMS中的应用准分子激光以其高分辨率、光子能量大、冷加工、・5・综述SpecialReports2002年第3期直写加工特性以及对加工材料广泛的适应性使其成为一种重要的MEMS微细加工技术。
其加工系统原理如图1。
在准分子激光微细加工系统中,大多采用掩膜投影加工,也可以不用掩膜,直接利用聚焦光斑刻蚀工件材料,综合激光光束扫描运动与X-Y工作平台的相对运动以及Z方向的微进给,实现三维微结构加工,其原理与快速成型制造系统类似。
一般的光束处理与调整环节包括准分子激光器、声光调制器、衰减器、光束匀化器与显微物镜等。
声光调制器控制准分子激光的通断;衰减器调节激光束能量;;PCB工业与平板显示器等。
图2采用动态掩膜制作图3采用动态工件制作的微流体通道的微光学表面3,它是德文光(Galvanoformung)、模铸(Abformung),主要包括三个工艺:深层同步辐射软X射线光刻、电铸成型及铸塑。
它最大的特点是能制作高径比很大的塑料、金属、陶瓷的三维微结构,广泛应用于微型机械、微光学器件制作、装配和内连技术、光纤技术、微传感技术、医学和生物工程方面。
从而成为MEMS极其重要的一种微制造技术。
目前,美、欧等国已有运用LIGA技术批量生产微构件商品销售。
LIGA技术具有优越的微结构制造性能的同时,缺微物镜用于光束聚焦为了满足不同的加工批量与结构形状需求,按在加工过程中掩膜与工件(工作台)之间的相对关系可以将准分子激光微细加工系统分为三类[3]。
(1)静态掩膜与工件在该模式加工过程中,掩膜与工件都保持静止。
加工的微结构小而简单,或由规则的几何形状重复构成。
该方法主要用来加工微细孔。
对于其它复杂形状的微结构,只要在掩膜上激光光束区包含该图形,则可以加工。
严格地说,该方法只能加工平面结构,无法加工真正意义上的三维微结构。
该方法有两种改进加工模式:一是当基本的图形单元加工完成后,工件在水平方向运动一定位置,重复加工掩膜图形;二是当某一掩膜图形加工完成后,更换另一掩膜,直到所有掩膜加工完毕。
(2)动态掩膜或工件点同样突出,同步X射线价格昂贵。
激光LIGA技术[8]用准分子激光深层刻蚀代替X射线光刻,从而避开了高精密的X射线掩膜制作、套刻对准等技术难题,同时激光光源的经济性和使用的广泛性大大优于同步辐射X光源,从而大大降低LIGA工艺的制造成本,使LIGA技术得以广泛应用。
尽管激光LIGA技术在加工微构件高径比方面比X射线差,但对于一般的微构件加工完全可以接受。
此外,激光LIGA 工艺不象X射线光刻需要化学腐蚀显影,而是“直写”刻蚀,因而没有化学腐蚀的横向浸润腐蚀影响,加工边缘陡直,精度高,光刻性能优于同步X射线光刻。
激光LIGA技术与X射线LIGA技术的对比见表2。
表2激光LIGA技术与X射线LIGA技术对比X射线LIGA在该模式加工过程中,掩膜或工件有一方在运动。
通过精确控制在深度方向的能量梯度(脉冲数不同),从而可以制作斜面结构。
该加工特性使其在微流体器件、MOEMS制作方面具有广泛的用途。
采用动态掩膜制作微流体通道与动态工件制作微光学的应用实例如图2与图3所示。
(3)动态掩膜与工件(同步)在该模式加工过程中,掩膜与工件保持同步运动,因而该模式又称为同步扫描。
由于掩膜投影有一定的缩小倍数(M),因此必须精确控制掩膜的运动位移是工件的M倍。
该加工模式主要用于前述加工模式无法达到的较大图形的加工,主要应用领域为图形印刷、・6・激光LIGA掩膜类型微结构形态横向精度高宽比生产类型铬掩膜、中间掩膜、动态掩膜无掩膜(仅需可变孔)准三维微结构数百纳米大于100批量生产接近三维结构几个微米小于10快速成形、批量生产3D加速度传感器是一种结构相当复杂的MEMS系统,采用一般的微细加工方法工艺复杂,且难以保障SpecialReports 2002年第3期其性能。
采用激光LIGA技术与牺牲层技术相结合的方法,只需简单的工艺就能可靠地制作出3D加速度传感器,如图4。
综述此外,激光光源以及光学系统性能的改进与提高,都为激光微细立体光刻技术的推广应用创造了有利条件。
图5无支撑层工艺与传统工艺对比及其应用示意图4激光LIGA技术与牺牲层技术结合制作的3D加速度计5IC工艺的微细加工MEMS微细加工材料、生产批量、,以及准分子激光以其高空间分辨率和冷加工特性在MEMS材料制备、激光LIGA、微流体全分析系统、微光学构件以及MEMS封装等微制造领域得到了广泛的重视与研究。
参考文献1MalcolmGower.Excimerlasermicrofabricationandmicromachining,Pro2ceedingsofSPIE 2000,40882IsamuMiyamoto,serPrecisionMicrofabricaioninJapan.ProceedingsofSPIE2000,40883NadeemH.Rizivi,PhilT.Rumsby,MalcolmC.Gower.NewDevelopments andApplicationsintheProductionof3DMicro-structuresbyLaserMicro-ma2chining.ProceedingsofSPIE1999,38984GlennOgura,BoGu.ReviewofLaserMicromachininginContractManufac2turing.SPIE199 8,32745Heeren,P.-H.etc..Microstructuringofsiliconbyelectro-dischargemachin2ing(EDM)-partⅡ:application,SensorsandActuators,A61,1997.6LaurenceBeluze,ArmaudBertschandPhilippeRenaud.Microstere2olithography:anewprocesstobuildcomplex3Dobjects.SPIE1999,36807Ikuta,K.,Maruo,S.andKojima,S..Newmicrostereolithogaphyforfreelymovable3Dmicrostructure,Proc.ofIEEEInternationalWorkshoponMicroElectroMe chanicalSystem(MEMS’98),1998.8M.Abraham,J.Arnold,W.Ehrfeld,K.Hesch,ser-LIGA:ACost SavingProcessforFlexibleProductionofMicrostructures,ProceedingsofSPIE1995,2639 4激光微细立体光刻及其应用激光微细立体光刻技术[6]术主要是立体光刻(SLA)工艺,故,称为微细立体光刻(或uSL)。
同其他微细加工技术相比,微细立体光刻技术最大的特点是不受MEMS 器件或系统结构形状的限制,可以加工包含自由曲面在内的任意三维结构。
此外,该技术还有加工时间短、成本低、加工过程自动化等优点,为MEMS批量化生产创造了有利条件。
该技术的局限性在于两方面:一是精度较低。
目前基于快速成型的μm左MEMS微细加工技术的最高水平方向的精度在1μ右,垂直方向的精度大约在3m左右,显然这一精度无法同基于IC的硅微细加工工艺相比。