Name: micro-masonry for 3d additive micromanufacturing
Uploaded: 2014-08-01T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Micro-masonry for 3D Additive Micromanufacturing at JoVE.com

This work was supported by the NSF (CMMI-1351370).

1. Дизайн Маски для изготовления субстрата-донора <ol><li> Дизайн маску с заданной геометрией. Для изготовления 100 х 100 мкм квадратных кремниевых отдельные единицы мкм, рисовать массив 100 мкм х 100 мкм квадратов. </li><li> Дизайн второй маску с идентичным геометрии, с каждой стороны растекающегос...

<ol>
	<li>Stix, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+&#8220;Point+one.">Toward &#8220;Point one.</a> Sci Am. Feb. , 90-95 (1995).</li><li>Appenzeler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Man+Who+Dared+to+Think+Small.">The Man Who Dared to Think Small.</a> Science. 254, 1300-1301 (1991).</li><li>Madou, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+of+Microfabrications+The+Science+of+Miniaturization.">Fundamentals of Microfabrications The Science of Miniaturization.</a> , (2002).</li><li>Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Lithography.">Soft Lithography.</a> Angew Chem Int Ed. 38, 551-575 (1998).</li><li>Judy, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microelectromechanical+systems+(MEMS)+fabrication,+design+and+applications.">Microelectromechanical systems (MEMS) fabrication, design and applications.</a> Smart Mater Struct. 10, 1134-1154 (2001).</li><li>Jain, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Micromanufacturing Process. , (2012).</li><li>Keum, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+micro-masonry+using+elastomeric+stamps+for+three-dimensional+microfabrication.">Silicon micro-masonry using elastomeric stamps for three-dimensional microfabrication.</a> J Micromech Microeng. 22, 55018 (2012).</li><li>Keum, H., Chung, H., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+Contact+at+The+Interface+between+Silicon+and+Transfer-Printed+Gold+Films+by+Eutectic+Joining.">Electrical Contact at The Interface between Silicon and Transfer-Printed Gold Films by Eutectic Joining.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 5, 6061 (2013).</li><li>Keum, H., Seong, M., Sinha, S., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrostatically+Driven+Collapsible+Au+Thin+Films+Assembled+Using+Transfer+Printing+for+Thermal+Switching.">Electrostatically Driven Collapsible Au Thin Films Assembled Using Transfer Printing for Thermal Switching.</a> Appl Phys Lett. 100, 211904 (2012).</li><li>Klaassen, E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+fusion+bonding+and+deep+reactive+ion+etching:+a+new+technology+for+microstructures.">Silicon fusion bonding and deep reactive ion etching: a new technology for microstructures.</a> Sens Actuators A. 52, 132-139 (1996).</li><li>Barth, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+fusion+bonding+for+fabrication+of+sensors+actuators+and+microstructures.">Silicon fusion bonding for fabrication of sensors actuators and microstructures.</a> Sens Actuators. A21 - A23, 919-926 (1990).</li></ol>

Микро-кладки, представлены на рисунке 4, включает кремния сплавлением в материальном стадии скрепления. Кремний сплавления достигается путем помещения образца в быстрого термического отжига (RTA печи) и нагрева образца при 950 ° С в течение 10 мин. Это условие отжига и усыновлен ме...

Микроэлектромеханические системы (MEMS), такие как миниатюризации крупномасштабных обычных 3D-машин, являются необходимым условием для продвижения современных технологий, предоставляя средства повышения производительности и снижения стоимость производства 1,2. Тем не менее, нынешние темпы технического прогресса в MEMS не может быть обеспечена без непрерывных инноваций в технологии производства 3-6. Общие монолитный микротехнологий первую очередь полагается на слой за слоем процессов, разработанных для производства интегральных схем (ИС). Этот метод был достаточно успешным на то, чтобы массовое производство MEMS устройств высокой производительности. Однако в связи с его сложным слой за слоем и электрохимически субтрактивного природы, изготовление разнообразно-образных структур и устройств 3D ​​MEMS, в то время как легко в макромире, очень сложно добиться, используя эту монолитную микротехнологий. Чтобы включить более гибкий 3D микротехнологий со сложностью меньше процесса, мы развивприпрыжку 3D-присадок Micromanufacturing стратегию (называется &quot;микро / нано-кладки»), которая предполагает передачу печати на основе сборку микро / нано материалов в сочетании с быстрым отжига с поддержкой методов тепловых связующего материала. Передача печати представляет собой способ для передачи твердых микромасштабной материалы (т.е. &#39;твердые чернила&#39;) от субстрата, где они генерируются или выращенного на другой подложке с помощью контролируемого сухой адгезии эластомерных марок. Типичная процедура микро-кладки начинается с передачи печати. Сборные твердые чернила передачи, напечатанные на микронаконечник штамп, который является продвинутой формой эластомерных марок и печатные структуры отжигу при помощи быстрого термического отжига (RTA) для повышения чернильницу чернил и адгезии чернил субстрата. Этот производственный подход позволяет создавать необычные микромасштабных структуры и устройства, которые не могут быть размещены с помощью других существующих метоспуск 7. Микро-кладки обеспечивает ряд привлекательных особенностей, которых нет в других методах: (а) способность интегрировать функциональные и структурные твердые чернила из разнородных материалов, чтобы собрать MEMS датчики и исполнительные устройства интегрированы в структуре 3D; (Б) интерфейсы собранных твердых чернил может функционировать в качестве электрических и тепловых контактов 9,10; (С) Ассамблея пространственное разрешение может быть высокой (~ 1 мкм), используя высоко-масштабируемых и хорошо понятны литографических процессов для генерации твердых чернил и высоко-точные механические этапы для передачи печати 7; и (г) функциональные и структурные твердые чернила могут быть интегрированы на жестких и гибких подложках в плоской или криволинейной геометрией.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="758">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:217px;">Name of Material / Equipment</td>
			<td style="width:97px;">Company</td>
			<td style="width:97px;"></td>
			<td style="width:347px;">Comments / Description</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Az 5214</td>
			<td>Clariant</td>
			<td></td>
			<td>1.5 mm thick photoresist</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Su8-100</td>
			<td>Microchem</td>
			<td></td>
			<td>100 mm Photoresist used in mold</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sylgard 184</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td></td>
			<td>PDMS mixed to fabricate stamp</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hydrofluoric Acid</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td></td>
			<td>Acid to etch silicon oxide layer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Silicon on insulator</td>
			<td>Ultrasil</td>
			<td></td>
			<td>Donor substrate was fabricated</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">trichlorosilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Chemical used to help pealing of PDMS from mold</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micro-masonry for 3d additive micromanufacturing

Трансферная печать это метод для передачи твердых микро / нано материалов (здесь называемые &quot;чернила&quot;) с подложки, где они генерируются в другую подложку с использованием эластомерных марок. Трансферная печать позволяет интегрировать разнородных материалов для изготовления беспрецедентные структур или функциональных систем, которые находятся в последние передовых устройств, таких как гибкие и растяжению солнечных батарей и светодиодных массивов. В то время как трансферная печать проявляет уникальные черты в материальной возможности сборки, использование клеевых слоев или модификация поверхности, такие как отложения самоорганизующихся монослоя (SAM) на подложках для повышения процессов печати препятствует ее широкому адаптации в микросборки из микроэлектромеханических систем (MEMS) структур и устройства. Чтобы преодолеть этот недостаток, мы разработали расширенный режим печати с переносом, который детерминировано собирает отдельные объекты микромасштабной исключительно путем контроля поверхности площадь контактабез поверхностного изменения. Отсутствие клеевым слоем или иного изменения и последующих процессов связующего материала обеспечить не только механическое св зывание, но также термической и электрическое соединение между собранных материалов, которые в дальнейшем открывает различные применения в адаптации в создании необычных MEMS устройства.

Микро-кладка позволяет гетерогенную интеграции материала для создания MEMS структуры, которые очень сложно или невозможно достичь с помощью монолитных процессов микротехнологий. Для того чтобы продемонстрировать свою способность, структура (называется &quot;микро чайник &#39;) изготавлив?...

Watch this Scientific Journal Video about Micro-masonry for 3D Additive Micromanufacturing at JoVE.com

Micro-masonry for 3D Additive Micromanufacturing

Микро-кладки для 3D аддитивного Micromanufacturing

Эта статья вводит 3D присадок Micromanufacturing стратегию (называется &quot;микро-кладки &#39;) для гибкого изготовления микроэлектромеханических систем (MEMS) сооружений и устройств. Этот подход включает передачи печати на основе сборку микро / нано материалов в сочетании с быстрым отжига с поддержкой методов тепловых связующего материала.

Transfer printing is a method to transfer solid micro/nanoscale materials (herein called &#8216;inks&#8217;) from a substrate where they are generated to ...

Research

JoVE Journal

Engineering

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

Высокое разрешение, высокая скорость, Трехмерная Видео Формирование изображений с цифровой Fringe методы проекции

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

Масштабируемые Nanohelices для интеллектуального исследований и Enhanced 3D визуализация

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing ...

Novel 3D/VR Interactive Environment for MD Simulations, Visualization and Analysis

Роман 3D / VR Интерактивная среда для МД, визуализации и анализа

The increasing development of computing (hardware and software) in the last decades has impacted scientific research in many fields including materials ...

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Энергия рентгеновской томографии для 3D Elemental карт индивидуальных наночастицами

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Методы измерения ориентации и Скорость вращения 3D-распечатаны Частицы в Турбулентность

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

3D Printing of Biomolecular Models for Research and Pedagogy

3D печать биомолекулярной модели для исследования и педагогики

The construction of physical three-dimensional (3D) models of biomolecules can uniquely contribute to the study of the structure-function relationship. 3D ...

A 3D-printed Chamber for Organic Optoelectronic Device Degradation Testing

3D-печать камеру для органических оптоэлектронных устройств деградации тестирование

In this manuscript, we outline the manufacture of a small, portable, easy-to-use atmospheric chamber for organic and perovskite optoelectronic devices, ...

A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars

Цепь процесса мягкая оснастка для литья 3D компонента с микро столбы

The purpose of this paper is to present the method of a soft tooling process chain employing Additive Manufacturing (AM) for fabrication of injection ...

Multi-material Ceramic-Based Components &#8211; Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing (CerAM - T3DP)

Multi-material Ceramic-Based Components ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œ Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing CerAM - T3DP

Мульти материала на керамической основе компонентов – добавка, изготовление черно-белых циркония компонентов термопластичных 3D-печати (CerAM - T3DP)

To combine the benefits of Additive Manufacturing (AM) with the benefits of Functionally Graded Materials (FGM) to ceramic-based 4D components (three ...