基于SU-8厚膠鎳模具制作及其尺寸精度控制研究.pdf

1、基于SU-8膠的UV-LIGA技術(shù)已廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)中，其具有微小結(jié)構(gòu)成型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型、批量生產(chǎn)、能夠得到高深寬比和側(cè)壁近乎垂直的微結(jié)構(gòu)等突出優(yōu)點(diǎn)。但SU-8膠存在熱溶脹性，微電鑄時(shí)會(huì)導(dǎo)致膠模變形，鑄層線寬縮小，成為影響模具尺寸精度的主要因素。隨著器件微小型化，對(duì)微器件尺寸精度的要求也越來(lái)越高，但SU-8膠的熱溶脹性限制了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。 本文采用基于SU-8厚膠的UV-LIGA技術(shù)，通過(guò)增設(shè)隔離帶的方法提

2、高鑄層尺寸精度，通過(guò)研究SU-8矩形膠模的熱溶脹性得出不同尺寸膠模的熱溶脹偏移量。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合增設(shè)隔離帶和線寬補(bǔ)償兩種方法，制作了微型直接甲醇燃料電池(μDMFC)聚合物流場(chǎng)板熱壓用鎳模具。 首先，以高度200μm、圖形密集的蛇形溝道鎳模具為研究對(duì)象，針對(duì)SU-8厚膠的熱溶脹性導(dǎo)致膠模變形量較大的問(wèn)題，本文采用在掩模圖形四周增設(shè)一條封閉等間距隔離帶的方法來(lái)提高鑄層尺寸精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法顯著提高了該鑄層的尺寸精度，當(dāng)掩

3、模線寬為220μm，鑄層線寬達(dá)到212.3μm，尺寸誤差僅為7.7μm。 其次，本文研究了SU-8矩形膠模的熱溶脹性，得出三種寬度的膠模不同厚度時(shí)的熱溶脹偏移量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相同尺寸膠模熱溶脹實(shí)驗(yàn)的一致性、重復(fù)性較好。在膠模寬度一定的情況下，膠厚h<40μm時(shí)，熱溶脹偏移量δ隨著h的增大而增大；h>40μm時(shí)，δ變化趨于平緩。實(shí)驗(yàn)得出的膠模熱溶脹偏移量即為掩模圖形的線寬補(bǔ)償量。 最后，本文結(jié)合掩模版增設(shè)隔離帶和線寬補(bǔ)償