氮化鈦涂層在微電子機(jī)械系統(tǒng)范疇的應(yīng)用
1、使用氮化鈦涂層DLC涂層低外表能作為MEMS外表資料
跟著裝置零件尺度下降，外體現(xiàn)象變得越來(lái)越重要。伴跟著外體現(xiàn)象的范德華力，毛細(xì)管吸附效果以及由粘性引起的部分剪切力在微觀條件下變得至關(guān)重要。MEMS的典型裝置具有尺度范圍從幾十微米到幾毫米的元件，而且一個(gè)單獨(dú)元件部分的尺度(取決于磨損獻(xiàn)身層的厚度)更是在亞微米到幾微米之間。外表附著力和沖突力很大程度上決議著MEMS裝置的功能。附著力低會(huì)引起產(chǎn)品合格率下降并在安裝進(jìn)程中會(huì)呈現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)參差不齊的問(wèn)題，高的沖突磨損則會(huì)使產(chǎn)品提前損壞并下降產(chǎn)品的使用壽命。DLC具有低外表能和大的接觸角，這會(huì)下降獨(dú)立元器件黏附到基體上的傾向，明顯提高產(chǎn)品合格率、可靠性和使用壽命。
2、使用氮化鈦涂層DLC涂層低沖突系數(shù)作為MEMS固體潤(rùn)滑劑
微型機(jī)械驅(qū)動(dòng)器具有運(yùn)動(dòng)的部分，如微型發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪、軸承，在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中會(huì)閱歷外表的緊密接合。在微尺度下，粘性剪切力特別高，所以液態(tài)潤(rùn)滑劑不再是下降沖突的有效途徑。以Si為根底的微型電動(dòng)機(jī)、微型發(fā)動(dòng)機(jī)僅能正常運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘接著就會(huì)因?yàn)闆_突而導(dǎo)致崩潰。DLC涂層具有很低的沖突系數(shù)而且磨耗率(每單位滑動(dòng)間隔的磨耗量)也很低，使它們成為MEMS設(shè)備抱負(fù)的固態(tài)潤(rùn)滑劑。試驗(yàn)階段的線性電動(dòng)機(jī)，滑動(dòng)件外表覆蓋了5~15nm厚的DLC層，延長(zhǎng)了部件的使用壽命至(15~80)×106個(gè)周期。盡管大多數(shù)的MEMS馬達(dá)并不應(yīng)用于腐蝕性的空氣環(huán)境中，但它們還是會(huì)經(jīng)過(guò)物理吸附效果來(lái)接觸到外界腐蝕環(huán)境，這個(gè)進(jìn)程則會(huì)使資料的沖突耐磨功能產(chǎn)生適當(dāng)大的動(dòng)搖。四面體非晶碳膜(ta-C)在這方面的體現(xiàn)比含氫非晶碳膜(a-C：H)優(yōu)勝，它們的沖突系數(shù)在真空及枯燥環(huán)境下較高，但卻在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)體現(xiàn)得很穩(wěn)定，即便在濕度添加的環(huán)境中也沒有明顯添加。
3、使用氮化鈦涂層DLC涂層多種功能充任MEMS結(jié)構(gòu)資料
DLC涂層作為MEMS的結(jié)構(gòu)資料時(shí)吸引人的特色便是它們高的楊氏模量，高硬度，高的熱傳導(dǎo)性，低的熱膨脹系數(shù)。因?yàn)榫哂懈叩闹C振頻率，金剛石和DLC涂層已經(jīng)成功地作為結(jié)構(gòu)性資料應(yīng)用在懸臂梁和梳狀驅(qū)動(dòng)器上;因?yàn)榈偷臒崤蛎浵禂?shù)，它們應(yīng)用在雙壓電晶片結(jié)構(gòu)上;因?yàn)榭梢院艽蟪潭鹊厣幔鼈儚V泛應(yīng)用于MEMS的封裝;而應(yīng)用在微型齒輪和線性電動(dòng)機(jī)上則是使用了它們低的沖突系數(shù)和高的抗磨損功能。以DLC為根底的MEMS設(shè)備包括傳感器和驅(qū)動(dòng)器等。
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