微制造技术与应用——NUS Microsystems课程

"Lecture 3 Microfabrication rev.pdf - MicrosystemsDesign&Applications(ME3281) - NUS" 本讲座重点介绍了微制造技术在微系统设计与应用中的核心概念，涵盖了微电子、微流体和微力学等多个领域。微制造是实现微系统的关键步骤，包括表面微机械加工、体积微机械加工、深反应离子蚀刻（DRIE）以及各种键合技术。课程旨在让学生掌握微系统的设计、建模、仿真以及制造过程。 在微系统设计中，首先需要了解系统或设备的设计，这涉及到对微系统工作原理的深入理解。接着是模型建立和仿真，这一步骤帮助设计师预测和优化微器件的行为。微系统的设计涵盖了微电子学，例如微型电路，以及微流体学，例如微流控芯片，这些技术在生物医学、化学分析等领域有广泛应用。此外，微力学则涉及微尺度下的结构强度和运动行为。 微制造工艺设计是微系统开发的重要环节，它涉及到选择合适的制造技术来实现设计意图。表面微机械加工主要处理材料表面，而体积微机械加工则深入到材料内部进行结构塑造。DRIE是一种深度蚀刻技术，广泛用于微结构的精细雕刻，特别是在半导体和MEMS（微电子机械系统）制造中。键合技术则是将不同材料或微结构结合在一起，形成复合微系统的关键步骤。 制造过程通常在洁净室环境中进行，以确保高精度和低污染。这个过程中可能包括薄膜沉积、蚀刻、光刻等步骤，每一步都可能影响最终产品的性能。成功与否的判断标准在于能否制造出满足设计要求的微系统。 课程还提到了历史上的微制造实例，如15世纪的盔甲装饰，通过类似微制造的工艺，用弱酸进行蚀刻并装饰，展示了微制造技术的基本原理和艺术价值。这种早期的工艺虽然简单，但与现代微制造的精神一脉相承，都是通过精细的工艺实现微小结构的创建。 这门课程提供了全面的微制造知识，包括从设计到制造再到封装和测试的完整流程，使学生能够理解和掌握制造微系统所需的关键技能。