微型机械加工技术、应用途径及发展方向探究

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1、微型机械加工技术、应用途径及发展方向探究摘要：简述微型机械技术的定义和历史发展，介绍微型机械加工技术概念及应用，并对微型机械的发展现状和发展方向做探讨。关键词：微型机械；微型加工；应用途径；发展方向中图分类号：TH706文献标识码：A文章编号：1671—7597(2012)0510091-011微型机械技术简述1.1定义。微型机械泛指尺寸范围为髦米、微米或纳米级，集微机构、微传感器、微驱动器、微执行器和微控制器为一体的微型机电系统(MEMS)。微型机械的尺度效应、物理特性研究以及制造和设计等都是需要研究的重要方面。它

2、融入了几代人智慧的结晶，它是人类将想象再次变成现实的神奇的力量。微型机械孕育着巨大的经济效益和高超的技术力量，在今后的日子里，必定会有着更大的飞跃。1.2发展梗概。微型机械的年龄可谓是历史悠久，从19世纪的光制造技术到20世纪中期的微加工技术，从20世纪70年代的微机械设想到如今的大规模投入使用，微型机械已经成为炙手可热的学科。1989年，我国对微型机械开始有了初步的研究，1993年确定MEMS技术为重点研究项目，这些年以来，我国在MEMS技术上取得了良好的发展。2微型机械加工技术概念及应用1.1概念。微型机械加工技

3、术，主要是为机械装置的微细加工技术。由于微型机械属于高科技领域，因此涉及到很多技术。微型机械已经远远超出了传统机械范畴，因此如果用解决传统机械的技术去解决微型机械的问题，将是一件很“碰钉子”的事。传统机械微型之"微”，就代表着其系统的尺寸已经达到了肉眼看不见的境界，单位也由传统的计量单位变成了微米、纳米级，此时就要启动微系统尺度效应研究，方能进一步探索和解决这些新奇的事物产生的新的问题。在MEMS技术中，微细加工技术是怎么回事呢？微细加工主要是对小型工件进行加工，而对于尺寸在微米到纳米级别的系统加工，需要非常精密的技

4、术。微细加工完全有别于传统精密加工，微细加工的发展是源于半导体集成电路制造技术，尤其是大规模集成电路。微细加工标志着技术已经进入了微电子时代。2.2应用。现代人非常重视微细加工技术，在美国、欧洲等一些国家，其微细加工技术是遥遥领先的。日本积极利用国外技术并结合自身，因此是目前此技术发展最快的国家。微细加工技术中最顶级的当属纳米级制造技术，并且需要投放大量的人力、物力和财力。目前应用的微细加工的工艺产品主要有：中药精细加工、激光微细加工系统、飞秒激光超微细加工、基因芯片技术等。1）中药精细加工。由于传统的重要加工方式不

5、能充分保证出粉率、有效成分等含量的稳定性，因此采用气流粉碎机可以对中药做精细加工，它具有多配管、流化床、卧式分级技术。2）激光微细加工。其精确度可以达微米级，广泛用于半导体及微电子加工、生物医疗器械生产、计算机制造业、MEMS、等各个领域。3）飞秒激光超微细加工。此技术是目前的一个超前研究的技术领域，是其他激光技术无法相提并论的。飞秒激光不仅可以加工材料，还可以做更前沿、更尖端的技术，其加工的精密度和利用率都非常高。在未来的岁月里，飞秒激光超微细加工会有更大的作为和成绩。4）基因芯片技术。目前国内利用基因芯片技术的仪

6、器主要是激光共聚焦生物芯片扫描仪和CCD生物芯片检测仪。这两种仪器是具有巨大市场潜力和熠熠生辉的新星。集先进技术于一身的微型机械对人类的影响是不可限量的。21世纪是已经进入“微”时代，微型机械加工技术将会以辐射的范围不断扩大，利用此技术加工各种成本低、实用性极强的微型器件，将会被越来越多的人使用，对于人们的工作、环境、医疗、信息等发展都会产生很大的影响。3微型机械加工技术的发展现状1.1半导体传感器。20世纪40年代，就有了半导体传感器，当时人们对它是陌生的，因为集成电路还没有诞生。在此之后，半导体传感器逐渐得到发展

7、。半导体材料是以硅为主和相关化合物组成，具有许多类似于人的感触功能，通常利用半导体开发集成电路的先进技术。半导体传感器的灵敏度很高，主要应用在工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程等领域。半导体传感器等微型传感器为微机械加工技术做出了良好的开端。3.2微执行器。微执行器全称是微机械执行器，这是20世纪80年代末的伟大的作品多晶硅齿轮，由美国加州大学研发，其原理就是微机械加工技术与硅的特点相结合，于是一个伟大的理论很快变成了现实。而后，微机械多路绝压传感器的投入使用，再次标志

8、着现代世界已经进入了微电子技术时代。微执行器将在微纳米技术的兴起之下更加蓬勃发展。3.3微型机械技术一一不可遏止的发展势头。自从美国研发的静电微电机出炉后，标志着微机械技术已经成为一门前沿、独立、潜力巨大的学科。世界从宏观向微观迅速过渡,从认识、了解到改造，人类已经具备了这样的能力。MEMS技术的势头强尽，这个令世界叹为观止的技术早已成为国内外