粉末微注射技术

一、粉末微注射成形技术发展概况

    随着技术进步和创新速度的加快，元器件的微型化和高性能已成为一种发展趋势，这极大地推动了微细加工技术的发展。同期，20世纪80年代兴起的微机电系统（micro electron mechanical system，简称MEMS）技术也取得了长足进展，并已成为当今应用前景广阔的重要新技术之一，正逐渐实现从实验室研究为主向工业应用开发的转移。由于该技术具有体积小、重量轻、性能高、可批量生产、能耗低等特点，使其在信息与通讯、生物医疗、汽车工业、国防、航空航天、核工业领域显示出了广泛的应用前景，它必定会对社会生产方式和人类的进步产生重大影响，故微结构制造技术被认为是21世纪最有发展潜力的高科技产业[1,2,3]。总的来看，随着微系统技术研究的逐渐深入，微结构制造技术得到了快速发展。相应地，微结构制造技术也进一步推动了微系统技术的发展与创新。

    微机电系统首先是在快速发展的微电子制造工艺的基础上制作的，但微电子工艺还不能满足微电子机械系统对制造技术的要求。微机电系统不仅包含了各种半导体器件，还包括了各种微齿轮、微泵、金属滤网、微电机、微红外滤波器、微加速度传感器、微光谱仪等多种微结构件，相应地，与之相对应的制造技术包括：微电子制造工艺、LIGA和准LIGA技术、微细电火花加工、激光微细加工等。微细加工技术的发展推动着微机电系统在各个领域得到了广泛的应用，并朝着批量化、市场化的方向发展[3,4,5]。

值得一提的是，由于微系统及微制造技术是在微/纳米尺寸领域进行研究的，很多在大尺寸结构中可以忽略的问题在微系统中极有可能成为关键，加上尺寸效应的影响，也会出现一些新问题，如重力、惯性力、摩擦力、弹性力、粘性力、电磁力、表面张力、静电力等力的尺寸效应[6]。

    一般，根据加工材料的不同，MEMS加工技术主要包括：硅基和非硅基两种加工技术。硅基MEMS加工技术是在硅片上制作MEMS器件，此技术主要来源于传统的微电子加工技术，因此具有批量化、低成本、集成度高等优点。非硅基MEMS加工技术主要包括：LIGA（光刻，电镀和铸造工艺）、准LIGA、精密机械加工等加工技术，非硅基MEMS加工技术可得到更大纵向尺寸的可动微结构，缺点是批量加工能力、重复性差，而且具有较高的加工成本[7]。现将几种常见的微加工技术作了比较，