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| 微型(xíng)機械加工技術的(de)國外發展現狀 |
| 作者：admin 來源： 日期：2013/4/18 21:26:07 人氣： |
1959年，Richard P Feynman(1965年(nián)諾貝爾物(wù)理獎獲(huò)得者)就提出了微(wēi)型機械的設想。1962年第(dì)一個矽微型壓力傳感器問(wèn)世(shì)，其後開發出尺寸為50～500μm的齒輪、齒輪泵、氣動渦輪及聯接件等微機械。1965年，斯坦福(fú)大學研制出矽(xī)腦電極探(tàn)針，後來又在掃描隧道顯(xiǎn)微鏡、微型傳感器方面取得成功。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制(zhì)出轉子直徑為60～12μm的利用矽微型靜電機(jī)，顯示出利用矽微加工工藝制造小(xiǎo)可動結構并與集成電路兼容以制(zhì)造微小系統的潛力。
微型機械在國外已受到政府(fǔ)部門(mén)、企業界、高等學校與(yǔ)研究機構的高度重視。美國MIT、Berkeley、Stanford\AT&T的15名科(kē)學家在上世紀八十年代末提出"小機器、大機遇：關于新興領域--微動力(lì)學的報告"的(de)國家建議書，聲稱(chēng)"由于微動力學(微系統)在美國的緊迫性，應在這樣一個新的重要技術領域與其他國家的競争中走在前面"，建議中(zhōng)央财政預支費用為五(wǔ)年(nián)5000萬美元，得到美國(guó)領導機構重(zhòng)視，連續大力投資，并(bìng)把航空航天、信息和MEMS作為科技發展的三大重點。美國宇航局投資1億美元着手(shǒu)研制"發現号(hào)微型衛星"，美國國家科學基(jī)金會把(bǎ)MEMS作為一個新崛起的研究領域制定了資助微型(xíng)電子機械系統的研究的計(jì)劃，從1998年開始，資助MIT，加州大學等(děng)8所大學和貝爾實驗室從事這(zhè)一領域的研(yán)究與開發，年資助(zhù)額從100萬、200萬加到(dào)1993年的(de)500萬美元。1994年(nián)發布的《美國國防部技術計劃(huà)》報告，把MEMS列為關鍵技術項目。美國國防部高級研究計劃局積極領導(dǎo)和支(zhī)持MEMS的研究和軍事(shì)應用，現已建成一條MEMS标準工藝線以(yǐ)促進新型元件/裝置的研究與開發(fā)。美國工業主要緻力于傳感器、位移傳感器、應變儀和加(jiā)速度表等(děng)傳感器有關領域的研(yán)究。很多機構參加(jiā)了微型機械系(xì)統的研究，如康奈爾(ěr)大學、斯坦福(fú)大學(xué)、加州大學伯克利分校、密執(zhí)安大學、威斯康星大學、老倫茲得莫爾國家研究等。加州(zhōu)大學(xué)伯克利傳感器和執行器中心(BSAC)得到國防部和(hé)十幾家公(gōng)司資助1500萬元後，建立了1115m2研究開發MEMS的超淨實驗室。
日本通産省1991年開(kāi)始啟動一項為期10年、耗資250億日元的微型大型研究計劃，研制(zhì)兩台樣機，一台用于醫療、進入人體(tǐ)進行診斷和微型手(shǒu)術，另一台用于工業，對飛機發動機和原子能設備的微小裂紋(wén)實施維修。該計劃有築波大學、東京工業大學、東北大學、早稻田大學和富士通研究所等(děng)幾十家單位參加。
歐(ōu)洲工業發達國家也相繼對微(wēi)型系統的研究開發進行(háng)了重點投資，德國自1988年開始微(wēi)加(jiā)工十年計劃項目，其科技部于1990～1993年(nián)撥款4萬馬(mǎ)克支持"微系統計劃"研究，并把微系統列(liè)為本世紀初科(kē)技發展的重點，德國首創(chuàng)的LIGA工藝(yì)，為MEMS的發展提(tí)供了新的技術手段，并已成為(wéi)三維結構(gòu)制作的優選工藝。法國1993年啟動的7000萬法郎的"微系統與技術"項目。歐共體組成"多功能微系統研究網絡NEXUS"，聯合協調46個研究所的研究。瑞(ruì)士在(zài)其傳(chuán)統的鐘表制造行業和小型精密機械工(gōng)業的基礎上也投入了MEMS的開發工作，1992年投(tóu)資為1000萬(wàn)美元。英國政府也制訂了納米科學計劃。在(zài)機械、光學、電子學等領(lǐng)域列出8個項目進行研究與(yǔ)開發。為了加強歐(ōu)洲開發MEMS的力量，一些歐洲公司已(yǐ)組成(chéng)MEMS開發集團。
目前已有大量的(de)微(wēi)型機械或微型系統被研究出來，例如：尖(jiān)端直徑為5μm的微(wēi)型鑷子可以夾起一(yī)個紅血球，尺寸為7mm×7mm×2mm的微型泵流量可達250μl/min能(néng)開動汽車，在磁場中飛行的機器蝴蝶，以及集微型速度計、微型陀螺和信号處理系統為一體的微型(xíng)慣性組合(hé)(MIMU)。德國創造了LIGA工藝，制成了(le)懸臂梁、執行機構以及微型泵、微型噴嘴(zuǐ)、濕度、流量傳感器以及多(duō)種光學器件。美國加州(zhōu)理工學(xué)院在飛機(jī)翼面粘上相當數量的1mm的微梁，控制(zhì)其彎曲角度以影響飛機(jī)的空氣動力學特性(xìng)。美國大批量生産(chǎn)的矽加速度計把微型傳(chuán)感器(qì)(機械部分)和(hé)集成電路(電信号源、放大器、信号處理和正檢正電路(lù)等)一起集成在矽片上3mm×3mm的範圍内。日(rì)本研制的數厘米見方的微型車床可加工精度達1.5μm的(de)微細軸。 |
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