基于復(fù)合掩膜的噴砂微加工工藝研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的玻璃微加工方法，玻璃噴砂微細加工工藝由于相對刻蝕效率高、成本低等優(yōu)點，越來越受到重視。但是由于各種技術(shù)難題，噴砂微細刻蝕的制備效率仍不足。因此對于高效率的玻璃噴砂深刻蝕加工工藝的研究成為MEMS制造領(lǐng)域的研究熱點。
　　本文圍繞高可靠性的玻璃噴砂深刻蝕加工工藝展開研究，主要研究工作如下：
　　首先，對噴砂刻蝕工藝中的關(guān)鍵技術(shù)因素展開詳細分析。其一：掩膜材料的選取。在各種材料的塑性與脆性刻蝕機理分析基礎(chǔ)上，結(jié)合對銅

2、與PDMS材料性能的研究，合理設(shè)計四種新型掩膜結(jié)構(gòu)。其二：刻蝕參數(shù)的影響。通過對關(guān)鍵刻蝕參數(shù)對噴砂刻蝕影響的詳細研究分析，為接下來的噴砂實驗提供理論指導(dǎo)。
　　其次，基于非硅微加工工藝，實驗加工制備了四種新型結(jié)構(gòu)掩膜：金屬銅掩膜、柔性PDMS掩膜、帶銅柱鉚釘結(jié)構(gòu)的PDMS掩膜和基于銅和PDMS的雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)掩膜。通過工藝設(shè)計改進了銅與玻璃基底的結(jié)合強度，改進掩膜結(jié)構(gòu)提高了刻蝕基片表面形貌完整度，摸索出了一套高可靠性和合格率的復(fù)合掩

3、膜制備新方法。
　　最后，對玻璃刻蝕微加工的基本規(guī)律進行系統(tǒng)研究。全面探討優(yōu)化了PDMS材料的制備方案，分析各掩膜的耐刻蝕性能、刻蝕比、結(jié)合力等的性能表現(xiàn)。并且對圖形尺寸、砂材粒徑、空氣壓強對刻蝕效果的影響展開深入研究。并優(yōu)化刻蝕參數(shù)，實現(xiàn)了500μm深玻璃微通孔陣列的制備。
　　實驗結(jié)果表明：P DMS雙組分溶劑按10：1質(zhì)量配比，在100℃、150℃、200℃環(huán)境中各熱聚合2h可獲取較好柔韌性；掩膜開口孔徑從200μm增