金屬微光柵及金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)的制作工藝.pdf

1、碩士學(xué)位論文金屬微光柵及金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)的制作工藝FabricationProcessofMetalMicrogratingandMetalMicrocolumnArrayStructure國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO51375077)資助學(xué)21204184完成日期：2Q!生Q旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著MEMS技術(shù)的迅速發(fā)展，軍事裝備、通信網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程

2、、汽車工業(yè)等領(lǐng)域?qū)饘傥⑵骷男枨笕遮呍龆唷Ｅc此同時(shí)，UVLIGA技術(shù)作為MEMS中制作金屬微器件的主要手段之一，受到了密切的關(guān)注和實(shí)際的應(yīng)用。本課題主要研究了金屬微光柵及金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)的制作工藝，具體內(nèi)容包括高深寬比鎳金屬微光柵和鎳金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)的制作及高溫灰化去除SU8膠的工藝研究三個(gè)方面。利用UVLIGA工藝在金屬基底上制作了具有高深寬比的金屬微光柵。為削弱厚膠制作過(guò)程中的邊珠效應(yīng)，提出了“低速高速”的勻膠方法。采用分層曝光、

3、一次顯影的方法制作了微電鑄用SU8膠厚膠膠模，解決了高深寬比厚膠膠模制作困難的問(wèn)題。為了克服電鑄時(shí)間長(zhǎng)引起的鑄層缺陷問(wèn)題，采用分次電鑄等措施制作了電鑄光柵結(jié)構(gòu)。同時(shí)通過(guò)線寬補(bǔ)償?shù)姆椒ń鉀Q了溶脹引起的線寬變小問(wèn)題。在去膠工序中，采用“超聲浸泡超聲”循環(huán)往復(fù)的方法。制作的金屬微光柵結(jié)構(gòu)的周期為1309m、凸臺(tái)長(zhǎng)寬高為9009mx659mx243Hm，其深寬比達(dá)到5：1，尺寸相對(duì)誤差S1％，表面粗糙度5617nm。利用UVLIGA工藝在鎳基底

4、上制作了具有高深寬比、大面積的鎳金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)。采用高頻超聲顯影技術(shù)，解決了微孔顯影困難的問(wèn)題，縮短了顯影時(shí)間，制作了與基底結(jié)合力良好且圖形質(zhì)量高的電鑄用SU8膠膠膜。通過(guò)分層電鑄，調(diào)節(jié)表面活性劑的濃度以及小電流電鑄的方法解決了微孔電鑄時(shí)鑄層高度均勻性差的問(wèn)題。最終，采用濕法化學(xué)去膠的方法，獲得了203x203個(gè)、直徑809m、高度2509m的金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)，尺寸相對(duì)誤差分別低于21％和03％。研究了高溫灰化去除SU一8膠的工藝。探