微型機(jī)械加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)?。?/h1>

分類(lèi)：行業(yè)資訊 日期：2007-12-28 00:00:00 來(lái)源：

　　我國(guó)有很多機(jī)構(gòu)對(duì)多種微型機(jī)械加工的方法開(kāi)展了相應(yīng)的研究，已奠定了一定的加工基礎(chǔ)，能進(jìn)行硅平面加工和體硅加工、LIGA加工、微細(xì)電火花加工及立體光刻造型法加工等。
　　--微型機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
　　微型機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展剛剛經(jīng)歷了十幾年，在加工技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)發(fā)展了一批微小器件和系統(tǒng)，顯示了巨大生命力。作為大批量生產(chǎn)的微型機(jī)械產(chǎn)品，將以其價(jià)格低廉和優(yōu)良性能贏得市場(chǎng)，在生物工程、化學(xué)、微分析、光學(xué)、國(guó)防、航天、工業(yè)控制、醫(yī)療、通訊及信息處理、農(nóng)業(yè)和家庭服務(wù)等領(lǐng)域有著潛在的巨大應(yīng)用前景。當(dāng)前，作為大批量生產(chǎn)的微型機(jī)械產(chǎn)品如微型壓力傳感器、微細(xì)加速度計(jì)和噴墨打印頭已經(jīng)占領(lǐng)了巨大市場(chǎng)。目前市場(chǎng)上以流體調(diào)節(jié)與控制的微機(jī)電系統(tǒng)為主，其次為壓力傳感器和慣性傳感器。1995年全球微型機(jī)械的銷(xiāo)售額為15億美元，有人預(yù)計(jì)到2002年，相關(guān)產(chǎn)品值將達(dá)到400億美元。顯然微型機(jī)械及其加工技術(shù)有著巨大的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)效益。
　　微型機(jī)械是一門(mén)交叉科學(xué)，和它相關(guān)的每一技術(shù)的發(fā)展都會(huì)促使微型機(jī)械的發(fā)展。隨著微電子學(xué)、材料學(xué)、信息學(xué)等的不斷發(fā)展，微型機(jī)械具備了更好的發(fā)展基礎(chǔ)。由于其巨大的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益以及政府、企業(yè)的重視，微型機(jī)械發(fā)展必將有更大的飛躍。新原理、新功能、新結(jié)構(gòu)體系的微傳感器、微執(zhí)行器和系統(tǒng)將不斷出現(xiàn)，并可嵌入大的機(jī)械設(shè)備，提高自動(dòng)化和智能水平。
　　微型機(jī)械加工技術(shù)作為微型機(jī)械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個(gè)大的發(fā)展。硅加工、LIGA加工和準(zhǔn)LIGA加工正向著更復(fù)雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結(jié)構(gòu)以及制作不同材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)、更易于與電路集成的方向發(fā)展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。微型機(jī)械在設(shè)計(jì)方面正向著進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)器件和系統(tǒng)的特性分析和評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方向發(fā)展，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。
　　我國(guó)在微型加工技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域是生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、航空航天、工業(yè)與國(guó)防等領(lǐng)域，建設(shè)好幾個(gè)有世界先進(jìn)水平的微型機(jī)械研究開(kāi)發(fā)基地，同時(shí)亦重視微觀尺度上的新物理現(xiàn)象和新效應(yīng)的研究，加速我國(guó)微型機(jī)械的研究與開(kāi)發(fā)，迎接二十一世紀(jì)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命的挑戰(zhàn)。
　　--微型機(jī)械加工的關(guān)鍵技術(shù)
　　微型機(jī)械是一個(gè)新興的、多學(xué)科交叉的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。
　　當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的特征尺寸達(dá)到微米級(jí)和納米級(jí)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生許多新的科學(xué)問(wèn)題。例如隨著尺寸的減少，表面積與體積之比增加，表面力學(xué)、表面物理效應(yīng)將起主導(dǎo)作用，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析方法將不再適用。為摩擦學(xué)、微熱力這等問(wèn)題在微系統(tǒng)中將至關(guān)重要。微系統(tǒng)尺度效應(yīng)研究將有助于微系統(tǒng)的創(chuàng)新。
　　微型機(jī)械不是傳統(tǒng)機(jī)械直接微型化，它遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇。微型機(jī)械在尺度效應(yīng)、結(jié)構(gòu)、材料、制造方法和工作原理等方面，都與傳統(tǒng)機(jī)械截然不同。微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性研究、設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試研究是微系統(tǒng)領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。
　　在微系統(tǒng)的研究工作方面，一些國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)已在微小型化尺寸效應(yīng)，微細(xì)加工工藝、微型機(jī)械材料和微型結(jié)構(gòu)件、微型傳感器、微型執(zhí)行器、微型機(jī)構(gòu)測(cè)量技術(shù)、微量流體控制和微系統(tǒng)集成控制以及應(yīng)用等方面取得不同程度的階段性成果。微型機(jī)械加工技術(shù)是微型機(jī)械發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，其中包括微型機(jī)械設(shè)計(jì)微細(xì)加工技術(shù)、微型機(jī)械組裝和封裝技術(shù)、為系統(tǒng)的表征和測(cè)量技術(shù)及微系統(tǒng)集成技術(shù)。
　　微型機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域的前沿關(guān)鍵技術(shù)有：
　　1、微系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)
　　主要是微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、有限元和邊界分析、CAD/CAM仿真和擬實(shí)技術(shù)、微系統(tǒng)建模等，微小型化的尺寸效應(yīng)和微小型理論基礎(chǔ)研究也是設(shè)計(jì)研究不可缺少的課題，如：力的尺寸效應(yīng)、微結(jié)構(gòu)表面效應(yīng)、微觀摩擦機(jī)理、熱傳導(dǎo)、誤差效應(yīng)和微構(gòu)件材料性能等。
　　2、微細(xì)加工技術(shù)
　　主要指高深度比多層微結(jié)構(gòu)的硅表面加工和體加工技術(shù)，利用X射線光刻、電鑄的LIGA和利用紫外線的準(zhǔn)LIGA加工技術(shù)；微結(jié)構(gòu)特種精密加工技術(shù)包括微火花加工、能束加工、立體光刻成形加工；特殊材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)；多種加工方法的結(jié)合；微系統(tǒng)的集成技術(shù)；微細(xì)加工新工藝探索等。
　　3、微型機(jī)械組裝和封裝技術(shù)
　　主要指沾接材料的粘接、硅玻璃靜電封接、硅硅鍵合技術(shù)和自對(duì)準(zhǔn)組裝技術(shù)，具有三維可動(dòng)部件的封裝技術(shù)、真空封裝技術(shù)等新封裝技術(shù)的探索。
　　4、微系統(tǒng)的表征和測(cè)試技術(shù)
　　主要有結(jié)構(gòu)材料特性測(cè)試技術(shù)，微小力學(xué)、電學(xué)等物理量的測(cè)量技術(shù)，微型器件和微型系統(tǒng)性能的表征和測(cè)試技術(shù)，微型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試技術(shù)，微型器件和微型系統(tǒng)可靠性的測(cè)量與評(píng)價(jià)技術(shù)。