微机械加工技术及其在传感器中的应用.docx

微机械加工技术及其在传感器中的应用摘要：微机械加工技术是在集成电路技术基础上研发出来的新兴技术，其在人们的生活和的不同领域中都发挥了非常重要的作用，因此受到了学术界和社会的普遍推崇与认可。不仅如此，其他发达国家也对微机械加工技术投入了大量的研究资金，由此看出微机械加工技术的确受到了大众的关注与欢迎。本文主要以微机械加工技术在传感器中的应用为研究重点，分析了其中存在的问题，希望为这一技术的应用提供借鉴信息。关键词：微机械加工技术；传感器；应用0引言微机械加工技术的兴起要追溯到上世纪末，其快速发展的原因主要是因为微机械加工技术的使用涵盖了多个学科，这也是它能够广泛被公众关注的原因。其中有物理学、光学、力学以及生物学等等，这些学科都为微机械加工技术提供了一定的理论支持，使其在成熟发展后能够运用于各个领域，如汽车制造、航天技术、生物化学工程等。作为本世纪初的新兴技术，微机械加工技术由于其特有的特殊性，也逐渐体现出它在各个领域的重要性，因此收到了社会的广泛关注和重视。不仅是我国，其他发达国家也对微机械加工的研究投入了大量了人力和物力，但在研究过程中也难免存在一些问题，通过本文对此技术的分析和研究，希望为这一技术的应用和发展提供一定的借鉴意义。1微机械加工的基础技术1.1LIGA技术LIGA技术在过去的几十年中始终是人们熟知和青睐的重要技术，它能够对金融材料进行加工，也能够对陶瓷、塑料等非金属材料进行加工。由此看出，LIGA技术是新兴的三维加工技术，并且其加工特点主要以“高深”而闻名，加工的深度能够达到数百微米。LIGA技术主要以加速器作为加工基础，将其产生的某射线刻在光敏聚合物层之上，形成部件的图形，再通过电场把金属迁移到已经形成的模型中，从而完成金属结构。1.2微放电加工技术微放电加工技术也有其独有的特点，即加工阻力与其他技术相比都要小，不但能够加工导电性材料，还能够加工半导体材料。因此，微放电加工技术经常应用于微机械构件的制造。不仅如此，微放电加工技术还能够解决银钨丝在机床上成形的关键问题，并且随着多年的研究和发展，微放电技术在加工的精度和微细程度方面都实现了较大的突破。1.3腐蚀技术腐蚀技术主要涉及到三个方面：第一，湿法腐蚀技术。这一技术以电化学为基础，能够精准地控制腐蚀深度，主要用途于制作硅结构。第二，干法腐蚀技术。其特点是具有较高的分辨率和精准度，主要涉及到等离子体腐蚀。第三，各向异性腐蚀技术。通过腐蚀液在硅各个晶向上产生的有差异的腐蚀速度，并以此作为基础，制作微结构或者微型零件。2微机械加工技术在传感器当中的应用2.1石英加速度传感器石英加速度传感器，最早生产与法国，这种传感器是由法国的LET1制造的，该传感器有效的利用了微机械的加工技术，使得石英加速度传感器除了有典型的尺寸之外，还有典型的设计外观。在石英加速度传感器当中，传感器的厚度一般为124um，传感器自身的梁宽与梁长分别能够达到5-8um以及2mm，在石英加速度传感器当中，质量块为2mm某2mm，探测器的间隙则为50um，线圈的厚度一般为3.5um，对于电机的制造，则利用机械掩膜蒸发来制造。在石英加速度传感器当中，其输出方程一般用V0/V1=K0+K1a某+K2a2某+K3a3某+Kyay+Kzaz+e来进行表示，在本公式当中，K1用来表示比例因子，而偏置则用K0来进行表示，而本公式当中的a某、ay、az则分别用来表示加速度分量。2.2热红外位传感器在热红外传感器的制作过程当中，我们能够看到这种传感器对于微机械加工技术进行了集中的使用，这种传感器的阵列通过在一种悬臂上面来进行构成，这种悬臂的长、厚、宽应支持3mm、10um、440um。在悬臂的自由端，应设置膜层，并确保该膜层有一定的吸收性能，而在悬臂的另一端，则应设置热电偶。当红外位传感器被放在辐射下面时，悬臂的自由端能够吸收热量，而热量则通过悬臂来进行传到，从而被热电偶阵列检测出来。2.3角度传感器本传感器的敏感部分，是由两个扭转杆支撑的悬浮可动微机械摆，一般来讲，角度传感器的制作过程为：在硅片上通过LPCVD的方法来沉积多晶硅作下电机，在沉积完成之后，还需要再沉积一层S1O2来作为牺牲层，此后，将沉积的较厚的多晶硅作为悬浮结构，将牺牲层腐蚀掉，利用这种方法来得到想要的结构。但是，如果存在一定水平的磁场，或者是存在恒定磁场的时候，悬浮的多晶硅结构往往会转出特殊的角度，这样就能够有效的测出电压的传输形式。3结束语如今，随着时代的进步以及科技的不断发展，微机械加工技术已经在各个行业当中得到了充分的应用，其涉足之广，包含传感器、微电子机械制作、微机械结构加工等等，作为一种新兴技术，微机械在硅平面的基础上得到了长足的发展，微机械加工技术与传感技术的结合，也得到了广泛的应用。本文从实际出发，并将微机械加工技术与传感技术的结合作为视角，阐述了微机械加工技术在传感技术的应用，并对这些应用进行了一些研究，在此基础上得到了些许结论，希望能够在日后起到指导实践的效果。