微机械元件仪器分析论文

摘要：基于微机械开关结构的电化学传感器是当前微机械加工技术结合传统电化学传感器技术创立的新一代传感器技术，本文研究该交叉学科需求下的常见微机械开关传感器的性能测试。下面小编整理了一些《微机械元件仪器分析论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

微机械元件仪器分析论文 篇1：

浅析微机械石英陀螺敏感元件的设计与制造

[摘 要] 微机械技术是一种新型机械生产技术形式，微机械石英陀螺敏感元件基于传统机械零件生产的基础上，采用石英作为新的机械加工零件材质，提高了零件生产的精确性，为我国现代机械制造的进一步技术探究提供了发展的新空间，结合微机械石英陀螺敏感元件设计原理，对我国微机械技术生产的技术进行分析，促进现代机械生产技术的创新发展。

[关 键 词] 微机械；石英陀螺；敏感元件

随着我国社会经济发展水平的逐步提高，我国的社会技术发展水平也逐步进入新的发展阶段，微机械技术是一种新型技术探究手段，实现微机械技术中石英陀螺敏感元件的设计分析，可以提高我国微机械技术探究发展技术的进一步创新，從而实现现代资源供应与发展技术的创新发展，为社会的进步提供技术支持。

一、微机械技术概述

微机械技术是目前应用的一种新型技术手段，微机械技术的应用产生于综合技术手段，微机械技术是基于机械惯性运动的一种机械技术形式，从我国机械研究的发展情况来看，微机械技术是惯性的一种体现，微机械运动具有成本低、体积小、结构简单等特点，可以大大提高机械制造的准确性和灵活性，为现代技术进步提供新的探索空间。微机械技术的应用为现代社会的技术进步提供了发展新空间，促进了现代机制造与生产技术的进一步探究。

二、微机械石英陀螺敏感元件设计分析

微机械石英陀螺敏感元件的设计主要从设计理论和设计有限元两部分进行探究：

（一）微机械石英陀螺敏感元件的设计原理

微机械石英陀螺敏感元件的设计主要包括基本域设计、层次性设计以及层级设计三部分，微机械石英陀螺敏感元件的区域设计将微机械零件电路规划与设计为不同区域的资源管理，形成资源划分的多个管理结构，协调不同部分中，微机械零件处理加工的区域性规划管理，例如：一般微机械石英陀螺敏感元件设计包括用户域、功能域以及物理域等领域，每一个领域都具有自身的存在作用，共同为用户的需求提供机械运作的基本动力支持；而微机械的层次设计中是依据实际操作进行应用实际的操作顺序，形成微机械的系统资源管理，从而为我国资源的进一步探究提供新的抽象概念的分析，微机械石英敏感元件在抽象的系统操作中，形成系统元件的操作指导，促进我国微机械适应敏感元件在实际中发挥探究作用，实现机械的灵活性探究，层级设计部分，在我国现代微机械设计中发挥着重要的作用，层级性管理，是在传统等级的作用基础上，合理调节微机运动中有用功和无用功的比重，从不同的优化发展层次性管理上，保持各部分的功能独立，促进我国微机械石英陀螺敏感元件的合理运行。

（二）微机械石英陀螺敏感元件的设计有限元分析

微机械石英陀螺敏感元件的有限元构建，结合微机械石英电压适应晶体，适应结构中Z轴石英片的多种结构模型，建立微机械石英陀螺敏感元件的设分析结构数据分析模型，有限元的分析，可以为微机械石英陀螺敏感元件设计的各部分数据分析提供更加广阔的数据分析依据，传统的石英敏感元件的设计采用现场操作模拟技术进行技术探索，但由于石英制造的内在以及外部生产环境等原因，对微机械石英陀螺敏感元件的生产造成了不同程度的损坏，容易发生微机械制造资源浪费的情况，实现数据有限元的分析模型，可以提高微机械石英陀螺敏感元件生产和分析的灵活性，为促进我国现代技术的进一步探索发展提供新的数据分析模型，促进我国微机械石英陀螺敏感元件的加工制造灵活性提高。

三、微机械石英陀螺敏感元件的制造

微机械技术是一种新型的机械生产技术形式，微机械石英陀螺敏感元件在传统机械零件生产的基础上，采用新型材质石英作为新的机械加工零件材质，提高了零件生产的精确性，微机械石英陀螺敏感元件的制造主要包括对加工方法和超声加工技术的应用两部分。

（一）微機械石英陀螺敏感元件的结构加工方法

微机械石英陀螺敏感元件的结构包括切石英选择、石英基片的结构设计以及石英电极图形设计三部分，为了保障微机械石英陀螺敏感元件结构的技工精密化处理，进行石英处理中注意压片的压力调整和适应元件的处理与调整，精确处理石英陀螺与音叉之间的宽度和音片的调整，实现微机械石英陀螺敏感元件结构的基本技术应用分析的结构性得到明显规划，如图1为带电极的微机械梳齿石英陀螺的结构图。结合图1所示图片，对微机械石英陀螺敏感元件设计进行分析，微机械石英陀螺敏感元件的四节音叉臂与超导电连接进行连接，并形成新的导电连接体，实现导电信息在半导体微电子工艺的实施环境中取得实际的价值，我国整体结构规划情况进行资源的优化分析，使石英敏感元件尽量做到光刻，耐腐蚀、镀膜设备灵敏的发展水平。

（二）微机械石英陀螺敏感元件的超声加工技术

微机械石英陀螺敏感元件的生产技术中，超声技术在我国微机械生产中的应用水平处于不断的完善阶段，超声技术在实际制造应用中，技术探究基于超声技工原理进行技术的进一步超声处理。微机械石英陀螺敏感元件超声技术的设计图如图2，当石英工具进行石英处理工作槽中，高频电源从能够为超声处理技术的技术运动提供技术支持，从而带动压力计对石英进行施压处理，循环泵和刀具进行石英基片切割处理，而换能器和变幅杆带动磨料悬浮工件的运动，从而达到对微机械石英陀螺敏感元件制造的初步元件的进一步精细化处理，我国采用微机械石英陀螺敏感元件超声技术，可以大大降低石英切割中造成的资源浪费，从而提高资源的综合损耗价值，促进我国技术应用和深入性探究，我国计算机探究技术的发展，可以优化微机械石英陀螺敏感元件的制作流程，提高生产效率。

此外，微机械石英陀螺敏感元件在实际应用中的广泛性强，例如：在实际应用中，为微机械技术应用在手表、高精仪器等多方面的高精技术处理空间上，微机械石英陀螺敏感元件实际应用的领域逐步拓宽，也为微机械石英陀螺敏感元件的设计和制造技术进一步创新发展，提供了新的发展空间，实现了我国现代机械加工技术的创新探究。

四、微机械石英陀螺敏感元件的设计原则

（一）整体性原则

微机械石英陀螺敏感元件的设计与建造技术实现逐步创新发展，实现微机械石英陀螺敏感元件的进一步深入探究，要遵循整体性原则，元件设计与分析的整体结构要实现微机械元件中系统层、元件层、物理层以及工艺制造层等整体结构的规划与运行整体相互融合，以提高微机械石英陀螺敏感元件的整體应用作用，作为最主要的机械运作基础，例如：实现微机械石英陀螺敏感元件设计中，用户系统操作部分设计要与系统的石英切片元件处理技术的实际处理速率相同，避免系统处理技术在系统运行中出现实际操作整体运行的结构和运行整体的速率不同。

（二）精确化原则

微机械石英陀螺敏感元件的实际设计中也要遵循精细化原则，从我国整体结构来看，微机械石英陀螺敏感元件技术是一种综合性较强、技术处理水平较高的机械运作处理技术，机械制造与运作的整体结构制造流程必须保障元件处理的石英切割技术精确化处理，例如：采用超声微机械处理技术，必须合理掌握技术超声切割技术在实际应用中的切割准确性，微机械石英陀螺敏感元件的处理技巧要具有实际造作的作用，实现元件设计与制造的工艺流程完整性的应用调节。合理把握微机械石英陀螺敏感元件中的基本原则，优化我国微机械生产技术的逐步创新性探索。

五、微机械石英陀螺敏感元件的未来发展趋势

微机械石英陀螺敏感元件是一种新型电子元件，这种新型元件的应用与发展实现了现代机械生产技术水平大大提高，不仅降低了机械的生产成本，同时提高了机械生产的效率，保障了机械生产的产品质量，微机械石英陀螺敏感元件的未来发展，将广泛应用于现代社会机械发展的各个领域，包括机械加工、产品装饰等多方面，促进我国机械现代发展水平的逐步提高。

總之，微机械技术是现代社会发展中一个新的机械生产领域，微机械石英陀螺敏感元件技术的应用探究，是我国现代机械发展的一种新技术，结合微机械石英陀螺敏感元件的设计分析，对我国现代微机械技术做了进一步探究，使我国现代社会发展新技术的探索空间得到逐步扩展性的发展。

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作者：袁宏培

微机械元件仪器分析论文 篇2：

基于微机械开关结构的电化学传感器测试分析研究

摘 要：基于微机械开关结构的电化学传感器是当前微机械加工技术结合传统电化学传感器技术创立的新一代传感器技术，本文研究该交叉学科需求下的常见微机械开关传感器的性能测试。通过对常见的微机械开关加工技术进行分析，进而分析了Clark氧传感器、微电极阵列传感器、Back-Cell电化学传感器、微电化学流动池传感器的综合测试结果，发现：随着元件尺寸的缩小，其反应速度更快、样品量更少、灵敏度更高且人体植入监测也更容易操作。本文认为，在新的研究领域，以及更多交叉學科的支持下，实现对硅基板微加工技术的更深度挖掘。

关键词：微机械开关;电化学;传感器;集成电路;测试

Key words：micromechanical switch; electrochemistry; sensor; integrated circuit; test

0 引言

20世纪80年代起，微机械加工技术与传感器微型化过程一并发展，使得集成一体化的化学传感器得到黄金发展期。近年召开的第四届国际化学传感器会议（IMCS）和第七届固态传感器和执行器国际会议（Tranducers’93）的相关研究表明，微机械开关的材料、工艺、敏感机理、传感性能等都被有关研究机构充分深化研究并得到有效提升。微结构传感器的开发研究，在美国、日本、德国、瑞士等国家的国家资本介入下，不断被深化推进。

微机械开关作为一种传感器，可以将化学信号的物理量进行充分标准化测量并实现传感，此化学传感性能并未被有效开发。我国在使用微机械开关传感器进行化学量的传感器实现技术上进行的研究，已经取得了一定成绩。所以，本文重点归纳基于微机械开关的电化学传感器实现模式，以期得到国内相关人士重视。

1 微机械开关化学传感器的加工实现

微机械开关属于微米级三维加工工艺，包括：硅基微机械加工技术、超精密机械加工技术、软X射线深层光刻电铸成型技术。后二者可以在非硅基环境下，对其他材料（金属、陶瓷、塑料）等进行加工。而激光精密加工技术在此类加工工艺中受到广泛重视。软X射线深层光刻电铸成型技术又称LIGA，其由德国工程师提出，可用于加工深度超过数百微米，宽度小于1μm的三维深孔，但工艺成本较高。

考虑到硅基材料的电学特性早期研究较为深入，机械性能好，集成电路兼容性好，硅基微孔加工技术较为成熟等原因，本文重点研究硅基材料条件下的微孔结构加工工艺。

1.1 硅基微机械加工技术

综合运用硅基各项异性的蚀刻技术、固相键合技术、硅表面多层膜技术等，可以在不同技术重点和技术组合条件下，实现各种微机械开关的三维成型和三维加工，实现不同的电学特性。与更侧重平面布局的集成电路相比，微机械开关更侧重加工深度和三维成型技术，对微机械开关的结构形状要求更高。所以，虽然微机械开关目前使用的光刻系统属于微米级系统，但其工艺水平仍有待进一步深入研究。

归纳来说，通过硅基板上的逐层连续溶解腐蚀技术，利用化学各向异性腐蚀，将MASK的图案转移到硅基板上，将平面图形形成深度蚀刻的孔、槽、空腔微结构，是微机械开关传感器的核心腐蚀控制过程。该过程可采用基于电化学原理的腐蚀过程，或基于化学制剂直接腐蚀的腐蚀过程。

在该技术条件下，硅膜的几何构型控制过程，使得硅膜薄而均匀，是最核心的技术要求。且腐蚀过程应有自停止机制，包括P+自停止腐蚀和电化学腐蚀终止技术。此技术的硅膜厚度可控制在20μm级别。

该组合技术主要包括了牺牲层技术（Sacrificial Layers）、固相键合技术（SDB）、剥离技术（Lift-Off）。其中：

牺牲层技术属于准三维加工技术，通过在硅基板上构建低压化学气相沉积层，构建一层磷硅玻璃层（PSG），在该层基础上生长一层多晶硅，然后在多晶硅层表面开窗口，将磷硅玻璃层作为牺牲层进行腐蚀，从而形成了单晶硅基板上悬浮的多晶硅桥结构。除PSG外，还可以使用SiO2等材料构建牺牲层。该技术被微结构元件和微传感器阵列的制成工艺广泛应用。但该技术條件下的微孔深度受到了技术工艺限制。

固相键合技术的核心实现工艺是实现硅-硅结构和硅-玻璃结构的直接键合，但其需要1000℃以上的反应条件，该温度下，加之外加电压等辅助条件，可以依靠原子间形成共价键的方式，制成各种精密微结构。该技术是新型微结构传感器的重要制成工艺。

剥离技术的本质是硅基板表面的多层膜成型技术，主要用于腐蚀条件下难以成型的铂金膜。如图1所示，在硅基板上形成光刻图案（A-B），然后进行膜沉积（C），最后用选择性腐蚀溶剂对光刻胶图层进行腐蚀（D），最终获得相应工艺结构（E）。

剥离技术的关键是光刻胶的厚度必须足够大，以至于（B）步骤形成的台阶边缘保持足够的不连续性，此时在（D）步骤的光刻胶膨胀剥离过程中才可能形成规整的沉积膜边缘（E）。在进行多次剥离时，应确保不同剥离材料的兼容性，避免二层膜形成过程中破坏下层膜的工艺结构。

1.2 化学传感器微机械开关的制成

美国凯斯西储大学（CWRU）曾经提出一种化学传感器模型，其包含一个基于N型硅片和P型扩散电阻的加热元件，该PN结结构可以构成一个单片3mm×4mm的测温二极管结构，最终可以构成氧化锡气体的传感器。在该结构中，其硅基板厚度为250μm，腐蚀后硅基板最薄仅为6μm，该结构的半导体硅气敏性能较好，能耗较低，使得氧化锡气体传感器的可靠性和稳定性大幅度提升。通过在控制算法中对元件工作温度进行有效控制计算，可以检测其他多种气体的化学信号，如图2所示。

2 微结构型电化学传感器及其测试

2.1 Clark氧电极传感器

Clark氧电极传感器是较早出现的微机械开关架构上的气体传感器构型，其根本运行原理是基于电流型反馈信号的氧传感器架构，该传感器将阴极、阳极和电解液、透气膜一次成型，但因为其整体的微型化和腐蚀性能难以得到进一步提升，所以该结构构型在后续发展中难以得到进一步的性能提升。

但研究硅基微机械开关的成型模式，Clark氧电极可以提供一个廉价方案，解决两大问题可以使其在新应用环境中得到广泛推广：①电极结构与电极成型技术，确保电极间的Cro-s-talk得到有效抑制;②优化电解质透气膜的化学构成，实现制成机构的微型化和一体化。其各方面特性如表1所示。

如果采用分开制作再进行键合的制成工艺，可以避免在硅片上腐蚀的深沟槽上制作电极的工艺难点，且因为电极衬底为玻璃基片，可以有效消除电化学噪音。其电极的三维结构和凝胶电解质的不同选择，使其电化学噪音串音可以有效控制，但此工艺属于设备微型化技术改进过程中的突出难点。

2.2 微电极和微电极阵列

如果采用金属丝玻璃封装工艺构建微电极阵列，难以实现批量集成化生产工艺。而采用电化学法进行微电极和微电极阵列的制成，如图3中展示的电流法常温二氧化碳薄膜微电极微机械开关的构型。硅基衬底上使用EPW腐蚀液构建0.1mm×0.1mm的双面套准光刻各向异性腐蚀结构。采用掩膜剥离技术形成Pt沉积膜（100nm），二层布置SiO2膜（500nm），蚀刻半径20μm的微圆盘工作电极，在Pt电极上沉积一层Ag，电氯化形成Ag/AgCl参比电极。

近年相关报道中，上述微电极阵列的蚀刻工艺已经得到了一定程度提升，可以制作直径1μm的Pt电极，可在一个硅基板上构建超过2000个微电极构成阵列，且其芯片面积小于1.6mm×1.6mm。如果使用该工艺构建Clark氧电极，可以实现氧浓度变化电流响应时间被控制在1s以内。在医学应用中，可以实现置入型血氧监测。

2.3 Back-Cell气体传感器

从电化学原理入手，电极尺寸越小，电化学响应时间越快，气体传感器效率越高。使用硅基微机械加工技术，可以实现的气体传感器工艺较为丰富，其中背部电池工艺是其中重要实现模式。采样气体从元件背部通过致密通孔穿过元件，从而触发电池反应，此举改变了Clark构型的气体传感器的电解液扩散模式，实现对气体的气相监测，如图4所示。

对于单个背部电池元件，其通孔直径为1mm，而每个通气孔的直径为2μm，其基础衬底为P型硅基片，其上生长一层厚度10μm的N型硅，以构成PN结，提供自停止腐蚀电极工艺（A），使用腐蚀工艺在N极上腐蚀通孔，并在元件外围沉积绝缘层，沉积后通孔直径为2μm （B），上述构件完成后，使用溅射金属法，在通孔顶部构成Au工作电极，在一侧N极顶部构成Au对电极，在另一侧N极顶部构成Ag/Ag2O聚合物（Nafion）参照电极（C）。经过检测，该元件的线性响应范围为0～100ppm，检测下限为5ppm，信噪比为2.0，90%响应时间为330μs，回复时间为550μs。

2.4 微电化学流动池集成传感器

微电化学流动池集成传感器的集成度较高，在1cm×0.6cm×0.8cm的体积内，可以构建O2传感器、CO2传感器、pH传感器（基于ISFET），如图5所示。

其中，使用3个Ag/AgCl参比电极布局的硅基板背面，测样通过小于500μm的孔径经过玻璃封装板进入到系统内，其间形成宽600μm，长7mm，厚80μm的测试空间，其体积约0.34μL。其细部结构如图6所示。

图6中O2传感器为缩小尺寸的Clark电极型传感器，及构建过程采用了使用SiO2作为牺牲层材料的牺牲层构建技术，通过在硅基板和透气膜之间构建厚度为0.3纳升1μm的空腔，内部使用pH值为6.86浓度为0.1mol/L的KCl缓冲液，实现对O2的电化学信号采集。CO2传感器为缩小尺寸的Severringhaus传感器，硅基板与透气膜之间构成0.5nL的空腔，内含浓度0.02mol/L，NaCl与0.005mol/L，NaHCO3的混合溶液作为电解液，实现对CO2的电化学信号采集。pH传感器是Si3N4门传感器，使用pH值为6.86浓度为0.1mol/L的KCl电解液，实现对pH信号的电法采集。

测试中，该微电化学流动池传感器受到电解池中试样液体的流动性、扩散性的影响较大，导致其响应速度、灵敏度等难以有效测出，其透气膜与硅基板之间的微空腔和小液结的制成过程微控制工艺对其最终制成结果影响较大，且试样进出口的连接方式也影响到其灵敏度和采集效率。即该元件在当前制备工艺下，属于较高精尖的元件实现模式，但随着硅基微机械开关系统的加工技术提升，未来高集成度的类似微电化学流动池传感器的元件制备并不难实现。

3 总结

文中分析的诸多微机械开关传感器，多用于生物化学的电化学信号采集，因为生物酶技术与硅基微机械加工技术的结合是当前相关文献的研究重点。因为当前硅基浅表加工技术已经进入到了7～14nm层面，而硅基微机械加工尚处于微米层面，所以，敏感元件短期内从微米级硅基加工发展到纳米级加工工艺，可以预见。随着元件尺寸的缩小，其反应速度更快、样品量更少、灵敏度更高且人体植入监测也更容易操作。同时，石英晶体谐振微天平传感器（QCM）也会随着硅基微结构加工技术的提升为逐渐发展起来，结合了电化学石英晶体微天平（EQCM）可以融合成震荡电路中，可以作为恒电势仪器或者恒电流仪器提供电化学信号。综上所述，微机械加工技术近年来发展迅猛，属于一种跨学科且应用场景极为丰富的创新研究范畴。现有成果中已经对于液相或者气相的气体监测表现出极强的电化学适应性，且实现了诸多应用场景。在新的研究领域，以及更多交叉学科的支持下，实现对硅基板微加工技术的更深度挖掘。

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作者：郑宇 方岚 李苏苏 朱震星

微机械元件仪器分析论文 篇3：

关于微细加工技术的发展应用探究

【摘要】微细加工技术是现代加工技术手段的新发展，是二十一世纪关键技术之一。本文介绍了微机械与微细加工技术的发展过程、以及微细加工技术的应用。

【关键字】微细加工；微机电；微细加工技术发展应用

微细加工技术是现代加工技术手段的新发展，是二十一世纪关键技术之一。随着科学技术的发展，近年来在 IT、医疗器械以及通讯领域，人们对微小型 零件（如：微型传感器、微型加速度计、微透镜阵列等）的需求日益增加。这种需求的增加促进了微细加工技术的发展。在目前的多种微细加工技术中，微机电系统（MicroElectroMechanicalSystem，MEMS）一直是主流技术之一。由于MEMS技术衍生于微电子技术，它的主要加工对象被限制在硅基材料上，并且工件的几何形状基本上是简单的二维形状，因而只有在大规模集成电路的批量制造等方面才是经济的。微细切削加工技术，特别是微细铣削作为MEMS技术的补充，由于其几乎不受加工对象材料和几何形状的限制而受到研究人员的重视，正在成为微细加工技术中的新生力量。

一、 微细加工的含义

微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm～10mm的微小机械，1μm～1mm的微机械，1nm～1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工--将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工--同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工--使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。

微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末，是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。由于其在微细轴孔加工及微三维结构制作方面存在的巨大潜力和应用背景，得到了高度重视。实现微细电火花加工的关键在于微小电极的制作、微小能量放电电源、工具电极的微量伺服进给、加工状态检测、系统控制及加工工艺方法等。

微细切削技术是一种由传统切削技术衍生出来的微细切削加工方法，主要包括微细车削、微细铣削、微细钻削、微细磨削、微冲压等。我国的超精密加工技术起步晚于国外，微细结构表面及微小元件超精密加工技术的研究才刚刚起步，近年来，我经过政府和研究部门的努力，在超精密加工技术的研究领域已经取得了很大进步，在某些单项关键技术的研发方面甚至已经达到了国际先进水平。中科院长春光机所进行了光学零件的超精密研抛技术方面的研究，实现了离轴非球面的加工；哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、微纳米切削加工机理、金刚石刀具晶体定向和刃磨、刀具磨损破损机制、脆性材料超精密加工时的去除机制等方面开展了卓有成效的研究工作；清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削和研抛、非圆截面超精密切削等方面进行了深入研究；国防科技大学自主研发了离子束和磁流变抛光技术，在抛光工艺与装备的研究方面取得了长足进展，可以稳定实现L/50以上精度的光学加工；天津大学微纳制造技术工程中心引进了美国Nanoform350型超精密机床，开展了自由曲面加工技术，将柱面坐标系应用于加工技术，并实现自由曲面的超精密加工。

二、微机加工技术的应用

1、微电子技术方面。随着器件特征尺寸的不断缩小，出来，如用于航空航天、汽车工业、医疗器械、军事武器、以特征尺寸的缩小而提高集成度的微电子技术的一器人等领域的各种微型压力传感器、加速度传感器、温度维方式发展模式面临着来自于基本物理规律、材料、技术、传感器、智能传感器；用于军事领域的微型机器人、飞行器件、系统和传统理论方面的物理限制，这些限制迫使微器；用于医疗卫生领域的微型泵、微型阀等手术器械；用于电子技术的发展要呈现出多维发展的模式，如克服限制、航空航天工业和武器工业的微型开关，用于计算机、核工发展纳米新技术、研究新的器件结构、微电子技术与其他业的各种微型喷嘴；用于仪器仪表、计算机和机械工业的技术相结合等等。

2、微光学方面。微光学理论技术研究虽然较为系统这些都是采用现代微细加工技术的产物。随着微细加工和完整，但随着应用领域的拓宽，在微细加工工艺的革新技术研究的不断深入，将来会有更多类的微机械机电产品和完善、微光学材料的研究和开拓、微光学元器件的集成被研制出来并投入使用。

3、微电子器件制造。微细加工技术最典型的应用是大规模和超大规模集成电路的加工制造，在其制造过程中，从制备晶片和掩膜开始，经历多次氧化、光刻（曝光）、刻蚀、外延、注入（或扩散）等复杂工序，到划片、引线焊接、封装、检测等一系列工作直到最后得到成品，每道工序都要采用微细加工技术，微细加工技术在这里得到了全面的应用。在集成电路制造中，微细加工技术主要有横向微细加工技术和纵向微细加工技术两种方式。横向微细加工技术主要包括图形设计、图形产生和刻蚀，其中集成电路的图形线条的产生随着线条宽度的变细和加工工艺的微细化发展，先后经历了光学曝光、电子束、离子束和x射线曝光、等离子体刻蚀、反应离子刻蚀、离子铣等多种图形微细加工方法。在做各种金属薄膜、介质薄膜、多晶体、各种掺杂或不掺杂半导体、多元化合物半导体薄层时，主要运用了纵向微细加工技术，包括蒸发、溅射、高压氧化、减压化学气相淀积（减压cVD）、热扩散、离子注入和退火、气相或液相外延、分子束外延等。

4、分子装配技术方面。单分子领域内的物理特性及规律人类仍有许多方面未能解决，控制与操纵单分子设计和构造各种新的物质和分子功能器件还有极大的困难，当前纳米器件制造工艺从本质上仍属于传统的\"从上到下\"的方法，即通过开发现有宏观工艺手段的潜力实现材料微型化程序的提高。

三、微细加工技术前景展望

随着微机电系统领域对微型制件需求量的不断增长和质量要求的不断提高，微型模具加工技术也在不断发展和完善，以满足微型制件的要求。传统的微细加工方法加工三维微小模具型腔，虽然工艺简单实用，而且不需要太大的投资，但其加工型腔尺寸太大，精度太低；电化学等特种加工工艺虽然相对复杂，但在难切削材料，复杂型面和低刚度材料的模具型腔加工中，具有不可替代的优势；以LIGA技术和UV-LIGA技术为代表的光加工技术，工艺最为复杂，但其加工精度最高，可达到的深宽比最大，模具型腔尺寸最小，是最具发展前途的微型模具加工方法。

近些年国内外在微细超精密加工方面取得的成就做了整理和总结，微细超精密加工是個已经成熟应用的技术，但是在加工精度逐步走向纳米级的时代具有巨大的发展潜力，我国应当在微细加工的基础研究与设备研制方面加大研究力度，早日赶上世界先进水平。

作者：王维捷