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國家自然科學(xué)基金項目(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，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題。為了克服電鑄時間長引起的鑄層缺陷問題，采用分次電鑄等措施制作了電鑄光柵結(jié)構(gòu)。同時通過線寬補償?shù)姆椒ń鉀Q了溶脹引起的線寬變小問題。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、凸臺長寬高為9009mx659mx243Hm，其深寬比達到5：1，尺寸相對誤差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題，縮短了顯影時間，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鑄層高度均勻性差的問題。最終，采用濕法化學(xué)去膠的方法，獲得了203x203個、直徑809m、高度2509m的金屬微柱陣列結(jié)構(gòu)，尺寸相對誤差分別低于21％和03％。研究了高溫灰化去除SU一8膠的工藝。探