湖南镀膜微纳加工技术

时间:2021年10月12日 来源:

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。微纳制造的加工材料多种多样。湖南镀膜微纳加工技术

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仿生学是近年来发展起来的一门工程技术与生物科学相结合的交叉学科。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,试图在技术上模仿植物和动物在自然中的功能,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。就聚合物仿生功能材料而言,在聚合物材料表面加工出不同形式的微纳结构就会赋予材料不同的性能。超疏水表面是指水滴在表面的接触角大于150°,同时滚动角小于10°的一种特殊表面。在过去的20年里,超疏水表面诱人的潜在应用价值已经引起了科学家们极大的兴趣。自然界中,荷叶表面是超疏水的典型象征,其表面的接触角高达160°。展示了荷叶的超疏水效果及其表面微观结构。荷叶表面的这种超疏水特性是由微米乳突和低表面能的蜡状晶体共同引起的。通过在聚合物材料表面构建类荷叶状的周期性微纳米结构可以获得具有优异超疏水性能的聚合物制品,可用于汽车后视镜等有防水防雾需求的场合。湖南镀膜微纳加工技术光刻胶是微纳加工中微细图形加工的关键材料之一。

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高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作,这类光刻技术,像“写字”一样,通过控制聚焦电子束(光束)移动书写图案进行曝光,具有比较高的曝光精度,但这两种方法制作效率极低,尤其在大面积制作方面捉襟见肘,目前直写光刻技术*适用于小面积的微纳结构制作。近年来,三维浮雕微纳结构的需求越来越大,如闪耀光栅、菲涅尔透镜、多台阶微光学元件等。据悉,某公司新上市的手机产品中人脸识别模块就采用了多台阶微光学元件,以及当下如火如荼的无人驾驶技术中激光雷达光学系统也用到了复杂的微光学元件。这类精密的微纳结构光学元件需采用灰度光刻技术进行制作。直写技术,通过在光束移动过程中进行相应的曝光能量调节,可以实现良好的灰度光刻能力。

微纳制造技术一般是指微米、纳米级的材料、设计、制造、测量控制和产品的研发、加工、制造以及应用技术。微纳制造技术是继IT、生物技术之后,21世纪较具发展潜力的研究领域和新兴产业之一。微纳制造技术较早是由加工精度研究的角度延伸出来的。伴随着科技进步和制造业的快速发展,人们对加工精度的要求越来越高,传统加工方式的加工精度越来越难以满足诸多领域的应用和研究需求。这一需求促使人们投入到更高精度加工技术的研发上。从较初的毫米级(10-3m)到微米级(10-6m)和纳米级(10-9m),人类的制造水平逐步由宏观尺度向微观尺度迈进,“微纳制造技术”的概念也应运而生。微纳制造技术,尤其是以聚合物为加工对象的微纳制造技术在创新应用中正变得越来越重要。

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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。在过去的几年中,全球各地的研究机构和大学已开始集中研究微观和纳米尺度现象、器件和系统。湖南镀膜微纳加工技术

微纳制造技术是指尺度为毫米、微米和纳米量级的零件。湖南镀膜微纳加工技术

平台目前已配备各类微纳加工和表征测试设备50余台套,拥有一条相对完整的微纳加工工艺线,可制成2-6英寸样品,涵盖了图形发生、薄膜制备、材料刻蚀、表征测试等常见的工艺段,可以进行常见微纳米结构和器件的加工,极限线宽达到600纳米,材料种类包括硅基、化合物半导体等多种类型材料,可以有力支撑多学科领域的半导体器件加工以及微纳米结构的表征测试需求。微纳加工平台支持基础信息器件与系统等多领域、交叉学科,开展前沿信息科学研究和技术开发。作为开放共享服务平台,支撑的研究领域包括新型器件、柔性电子器件、微流体、发光芯片、化合物半导体、微机电器件与系统(MEMS)等。以高效、创新、稳定、合作共赢的合作理念,欢迎社会各界前来合作。湖南镀膜微纳加工技术

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