ساخت سریع میکرو کانتیلیور های تک ماده ای از جنس SiO۲ با هزینه کم بر پایه فناوری میکروماشین کاری حجمی

از آنجائیکه کانتیلیور ها پایه و اساس بیشتر قطعات مبتنی بر ساختارهای MEMS می باشند، در این مقاله فرآیند ساخت کانتیلیور با فناوری میکرو ماشین کاری حجمی بیان شده است و از آن فرآیند برای ساخت آرایه ای از میکروکانتیلیورهای تک ماده ای از جنس SiO۲ استفاده شده است. نتایج حاصل از این مقاله می تواند پایه و اساس طراحی و ساخت حسگرهایی باشد که بر پایه کانتیلیور از جنس SiO۲ استوار است. طراحی فرآیند ساخت کانتیلیور ها در ۱۳ مرحله با ۲ ماسک شیشه ای و طلقی انجام شده است و معلق سازی آن ها نیز به روش رهاسازی تر است. از مهم ترین مزایای روش ارائه شده می توان به عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته لایه نشانی، طراحی با حداقل ماسک، سادگی در پیاده سازی سریع کانتیلیور ها، اجتناب از پیچیدگی رهاسازی از لایه قربانی، رهاسازی کانتیلیور در دمای محیط، کم هزینه بودن و در نهایت امکان پیاده سازی آن در آزمایشگاه های میکروالکترونیک با تجهیزات محدود اشاره نمود. کانتیلیور های تک ماده ای از جنس SiO۲ با طول های ۵۰µm، ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰، ۳۵۰ و ۴۰۰، به ضخامت های۱µm و ۲ و به عرض های ۲۰µm و ۴۰ ساخته شدند. مقادیر فرکانس رزونانس و ثابت فنر آن ها نیز برای مواد مختلف Si۳N۴، Si، Au، SiO۲، Al و SU۸ با ابعاد متفاوت محاسبه شده اند. نتایج حاصل از تصاویر روبشی نشان می دهند که عملیات لیتوگرافی باوجود ناهمواری در پشت زیر لایه به درستی صورت پذیرفته است، کنترل فرآیند ساخت و کنترل عملیات زدایش Si در حد قابل قبول است و کانتیلیور ها با استرس ناچیز به خوبی به حالت معلق درآمده اند.

کلیدواژه ها:

MEMS ، Bulk micromachining ، Micro cantilever ، Wet release ، MEMS ، میکروماشین کاری حجمی ، میکروکانتیلیور ، رهاسازی تر