天津功率器件微纳加工技术

微纳制造技术属国际前沿技术，作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键，其研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。以聚合物为基础材料的微纳系统在整个微纳系统中占有极其重要地位，是较具产业化开发前景的微纳系统之一，聚合物微纳制造技术也已经开始得到应用并具有极大的发展空间。集中介绍了多种典型聚合物微纳器件及系统，并对微注塑成型、微挤出成型和微纳压印成型等聚合物微纳制造技术进行了系统的阐述，比较了各种聚合物微纳制造技术的优缺点和使用条件。末尾，结合国内外研究人员的研究成果，对聚合物微纳制造技术的未来发展做出展望。微纳加工技术的特点多学科交叉。天津功率器件微纳加工技术

随着微电子、微机械、微光学、介入医学等领域的发展，微型零件的需求量不断增加。微注射成形作为一种微成型工艺，具有制品材料、几何形状和尺寸适应性好、成本低、效率高，以及可连续化、自动化生产等一系列优点，因此越来越受到人们的重视，成为当前研究的热门课题。1985年，世界上第1台专门用于加工微型塑件的注射装置Micromelt在德国问世，其它国家紧随其后，先后开发出了各种不同类型的微注塑成型机，这为发展微注塑成型技术以及实际生产微小塑件都提供了强有力的支持和较有效的保证，微注塑成型技术进入了发展的黄金时期。辽宁镀膜微纳加工代工干法刻蚀能够满足亚微米/纳米线宽制程技术的要求，且在微纳加工技术中被大量使用。

微纳米科技发展迅速，是多学科交叉应用的前沿科学技术。微机电系统、微光电系统、生物微机电系统等是微纳米技术的重要应用领域。微纳结构器件是系统重要的组成部分，其制造的质量、效率和成本直接影响着行业的发展。在微纳结构器件制造中，聚合物材料具有成本低、机械性能优、加工效率高，生物兼容性好等明显优势，以热塑性聚合物为基材开发微纳结构器件是微纳米技术的研究热点和重要发展方向之一。聚合物微纳制造技术，集现代超精密加工、MEMS技术、NAMS技术、微纳测量技术、智能控制技术等杰出技术之大成，赋予人类在微纳米尺度对聚合物制件进行设计，并批量制备特征尺寸在数十纳米到数十微米的微纳几何结构及其阵列的能力。聚合物微纳米制造技术，不仅是对传统塑料加工方法的挑战，也是对传统机械加工方法和测控技术极限的挑战，属聚合物加工领域的技术前沿，值得广大从事聚合物加工的科研人员共同付出努力。

随着聚合物精密挤出成型技术和现代纳米技术的发展，聚合物制品逐渐向微型化发展，传统挤出成型也朝着微型化发展，出现了微挤出成型技术。如今，微挤出成型技术常应用于纳米介入导管、微型光纤和微细齿轮等的制备。在聚合物熔体微挤出成型的过程中，机头流道结构直接影响到熔体流动的流场分布与稳定性。不合理的机头结构参数，将导致制品尺寸误差、形状误差和机械性能不足等问题的出现，出现诸如壁厚不均、开裂、蜜鱼皮和翘曲等缺陷。国内外学者对基于微尺度条件下的聚合物流动行为进行了大量有意义的尝试和研究，主要研究内容包括微细流道聚合物溶体流动、表面张力、壁面滑移现象、微挤出机头设计等。为更深入、系统的微挤出成型研究奠定了理论基础。目前微纳制造领域较常用的一种微细加工技术是LIGA。

真空镀膜技术一般分为两大类，即物理的气相沉积技术和化学气相沉积技术。物理的气相沉积技术是指在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其离化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。制备硬质反应膜大多以物理的气相沉积方法制得，它利用某种物理过程，如物质的热蒸发，或受到离子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。物理的气相沉积技术具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材普遍、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点。同时，物理的气相沉积技术由于其工艺处理温度可控制在500℃以下。化学气相沉积技术是把含有构成薄膜元素的单质气体或化合物供给基体，借助气相作用或基体表面上的化学反应，在基体上制出金属或化合物薄膜的方法，主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积和兼有CVD和PVD两者特点的等离子化学气相沉积等。微纳加工包括光刻、磁控溅射、电子束蒸镀、湿法腐蚀、干法腐蚀、表面形貌测量等。天津功率器件微纳加工技术

高精度的微细结构通过控制聚焦电子束（光束）移动书写图案进行曝光。天津功率器件微纳加工技术

近年来，激光技术的飞速发展使的激光蚀刻技术孕育而生，类似于激光直写技术，激光蚀刻技术通过控制聚焦的高能短波/脉冲激光束直接在基材上烧蚀材料并“雕刻”出微细结构。它不但能够实现传统意义的薄膜蚀刻，而且可以用来实现三维的微结构制作。飞秒高峰值功率激光于有机聚合物的介质的作用具有比较多科学上比较吸引人注目的特点，其中，双光子作用下的聚合作用已被成功运用于三维纳米结构制作，可以制作出非常复杂、特殊的三维微细结构。天津功率器件微纳加工技术