发明名称 一种金属基底上制作多层金属可动微结构的方法
摘要 一种金属基底上制作多层金属可动微结构的方法,属于微制造技术领域,涉及金属基底微电铸金属器件类,特别涉及到一种金属基底上制作多层金属可动微结构的方法。其特征是在高纯镍板基底上,通过多次SU-8光刻胶套刻、制备导电层、多次微电铸镍、微电铸后处理来实现多层金属可动微结构的制作;在导电层制作工序中,选择铜作为导电材料;在退火工序中使用真空退火去除残余应力,同时提高了层与层之间的结合力;在去除胶膜工序中,采用浓硫酸煮沸的方法。本发明的效果和益处是制作的多层金属可动微结构具有层与层之间结合牢固、微电铸层内应力小、微结构抗冲击能力强、侧壁垂直度好、表面光洁度高等优点。
申请公布号 CN103103583B 申请公布日期 2016.03.02
申请号 CN201310012742.1 申请日期 2013.01.14
申请人 大连理工大学 发明人 杜立群;李成斌;王翱岸
分类号 C25D1/00(2006.01)I 主分类号 C25D1/00(2006.01)I
代理机构 大连理工大学专利中心 21200 代理人 侯明远
主权项 一种金属基底上制作多层金属可动微结构的方法,是在高纯镍板基底上,通过多次SU‑8光刻胶套刻、制备导电层、多次微电铸镍、微电铸后处理来实现多层金属可动微结构的制作;在导电层制作工序中,选择铜作为导电材料;在退火工序中使用真空退火去除残余应力,同时提高了层与层之间的结合力;在去除胶膜工序中,采用浓硫酸煮沸的方法;其特征是步骤如下:1)基底前处理:基底前处理分为机械加工前处理和表面清洗两个部分;基底材料选择镍含量为99.99%高纯镍板;镍板基底机械加工后的表面粗糙度Ra值为0.03~0.04μm;表面清洗采用丙酮擦净后,分别在丙酮和乙醇中超声清洗15分钟;2)制作背面对准标记:在基底背面进行SU‑8光刻胶光刻得到对准标记的胶膜,使用浓度为500g/L的FeCl<sub>3</sub>溶液在25℃下腐蚀15分钟,使用SU‑8去胶液去除胶膜得到背面对准标记;3)制作光刻SU‑8胶膜:使用台式匀胶机在基底上旋涂SU‑8光刻胶,匀胶机设置不同的转速得到不同厚度的胶膜,每层结构对应的胶膜厚度如下:第1、2、4层结构的胶膜厚度为30μm,第3层结构的胶膜厚度为10μm,第5层结构的胶膜厚度为20μm;旋涂的SU‑8光刻胶经过静置、前烘、曝光、后烘和显影后得到所需的微结构图形;得到的微结构图形直接作为微电铸的型模;4)微电铸镍:微电铸镍工艺就是将金属镍沉积到微电铸型模的自由空间中;微电铸镍的电铸液配方为:氨基磺酸镍:365~375g/L、氯化镍:6~10g/L、硼酸:55~60g/L;微电铸镍工艺条件为:pH值:3.9~4.1、温度:48℃~52℃、电流密度:0.5~1A/dm<sup>2</sup>;5)抛光处理:使用2000<sup>#</sup>砂纸在抛光/研磨机上进行研磨,使用粒度为2.5~3.0μm的抛光膏进行抛光,去除量为5~8μm;6)导电层制备:使用射频溅射台在经过抛光处理的电铸结构表面溅射铜导电层,得到的铜导电层厚度为200~250nm;7)真空退火:将带有SU‑8光刻胶的微结构放入真空退火炉中以去除电铸微结构的内应力,并提高层与层之间的结合力,退火绝对真空度为10<sup>‑3</sup>Pa,温度为350~400℃,保持150~200分钟后自然冷却至25℃;8)去除胶膜:去除胶膜采用浓硫酸煮沸的方法,把待去胶的微结构放入浓度为95%~98%的浓硫酸中,将浓硫酸放在电炉上加热至300~330℃,持续5~10分钟,待微结构上的SU‑8光刻胶全部溶解后,用去离子水冲洗得到微结构。
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