激光照射微加工技术的机械加工方法 |
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2005-06-01 16:07
来源: 作者: |
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一些大批量生产用的先进机械加工方法(如冲压和模压)也成功地应用于微器件加工中。一种新的取代传统微小机械钻孔、磨削的加工方法是微放电机械加工（EDM）法，它对工件的几何形状基本上没有限制。该方法是通过在导电工件和电极之间的放电过程中用电解液中的细电火花烧蚀掉工件上的多余材料来实现的。EDM加工的缺点是表面粗糙度较大，且由于电极大小和放电间隙的限制而使小型化受到了限制。 激光照射微加工包括很多不同的方法。方法之一是在强电磁场中通过熔化、汽化、分解、光学剥离或这几个过程的综合，去除多余的材料。或者是在加工过程中，由液体树脂、薄层堆叠或粉末生成结构体，如利用体光刻和光化学作用使有机化合物交叉连接，或利用激光烧结使粉末固化。这一过程对于快速制造微结构是很重要的，因为这样可实现大批量加工。另外利用激光照射进行焊接对于连接装配微小零件也很重要。采用激光照射进行微细加工对材料没有限制。但当临界尺寸在10 ?m 以下或低表面粗糙度时，用该方法加工会受到限制。由于微器件加工要求各种不同的先决条件，如特殊的形貌结构、功能以及各加工步骤的不可避免的互不相容性，因此采用混合设计和制造显得更为重要。微电子的设计和制造是以单片集成电路为基础，故方法比较单一。而混合器件才是大批量进入商品市场的关键，也就是说高度并行地微组装对降低成本是非常重要的。 为了满足这些要求，已经利用LIGA技术的一些特殊功能开发出一种组装工艺。所用基本设备是一个装有嵌入式、空间隔离各种微结构的盘状送料台，各种微结构在台上的位置和方向是精确固定的。它们在各自的固定位置上并行地被推出送料台，从而使加工和检测费用最少。这种装配工艺已成功地用于组装多级传动微齿轮系统。与微电子技术相比，微技术产品的多样性要比微电子产品高得多，这是因为微技术由多学科组成，如微机械、微光学、微声学、微流体技术、化学和生化痕量分析等。而加工方法、装配技术和用于微技术的材料范围也很宽。 在大多数情况下，每个生产过程都要综合使用各种技术。三维微装置加工在过去几年里已取得了显著的进步，在制造一种微型器件样品时，已经不存在设计灵活性和材料不足等问题。但其成本高、产品开发的风险大，特别是对大幅度降低生产成本来讲，微技术仍有许多经济障碍，影响了它的市场发展和产品更新。 |
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