UV—LIGA技术制备微细金结构试验研究.pdf

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1、《电加工与模具}2011年增刊设计·研究UV—LIGA技术制备微细金结构试验研究郝光亮，曲宁松，李寒松，曾永彬(南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点试验室，江苏南京210016)摘要：利用基于SU一8光刻胶的Uv—LIGA技术加X-微细金结构。针对所沉积的微结构出现凹形的现象，建立了加X-过程的电场数学模型，利用有限元方法对这种现象进行仿真研究，发现当光刻胶厚度大于微结构厚度时，可以明显改善这种情况。另外，试验还研究了阴阳极距离、电流密度对沉积层表面平整度的影响。优化参数组合，最终制备出厚度0．2mm的微细金结构。关键词：u

2、V—LIGA；仿真；表面平整度中图分类号：TG146．3+1文献标识码：A文章编号：1009—279X(2011)S0—0042—04Research0fMicroGoldStructurebyUV—LIGATechniqueHaoGuangLiang，QuNingSong，LiHansong，ZengYongbin(NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Goldmicro—structureisfabricatedbymea

3、nsofUV—LIGAtechniquewhichbasedonSU一8photoresist．Thedepositedmicro—structureisnaturallyaconcaveshapeoverthewholearea．ThedistributionofdepositedlayerthicknessiSanalyzedonthebasisoftheelectricfieldmathematicalmod—e1．Thesimulationresultsshowthatwhenthephotoresistthickertha

4、nmicro—structurethicknesscansignificantlyimprovethesituation．Inaddition，theinfluencesofdistancebetweenanodeandcathode，currentdensityarestudiedbyexperiment．Finally，themicro—structureof200umthickareobtainedbytheoptimizedparameters．Keywords：UV—LIGA；simulation；flatness金是一种

5、昂贵的金属，由于其具有耐蚀性、耐热件I4]。但目前存在一个工艺难点，由于电铸时胶性、可焊性及导电性等优良性能，因此，金零件或者膜沟槽处电场分布不均，随着电铸的进行沉积层最镀金产品被应用于航空精密仪器仪表、电子电路(包终形成中间薄边缘厚的凹形，微细结构的厚度越大，括印刷电路板、集成电路、引线框)等要求电学性能这种现象越严重，针对此种情况，国外有学者提出了参数长期稳定的场合J。但是，由于金的硬度低，ECMD(electrochemicalmechanicaldeposition)电铸在一些领域厚度要求为几十到几百微米的微细金结法，即电铸

6、时在沉积层上附加机械的摩擦、抛光或者构用常规机械加工方法加工效率低，且废品率高。人为控制沉积层与溶液接触区域，有选择性的电铸基于SU一8光刻胶的UV—LIGA技术是近年来迅速来改善沉积层厚度不均匀。发展起来的一种低成本的微结构制造技术，主要包本文通过电场仿真发现，当光刻胶厚度大于微细结构厚度时，可明显改善沉积层中间薄、边缘厚的括光刻、微细电铸和塑铸等3个工艺环节。它在制造高深宽比微细金属结构与器件方面具有很强的工现象。因此，在uv—LIGA工艺试验中制备厚度大艺能力，基于该技术已制造出微型线圈、微型探针、于微细结构厚度的光刻胶膜来电

7、铸微细金结构，并微型流道、微型开关、微型反应器等金属微细器探讨了微细金结构表面平整度的影响因素。1实验原理收稿日期：2010—12—13第一作者简介：郝光亮，男，1983年生，硕士研究生。微细金结构制造的基本工艺流程如图1所示，一42一设计·研究《电加工与模具)2011年增刊由基片处理、甩胶、前烘、曝光、后烘、显影、电铸、去电沉积过程中，如取足够小的时间间隔△￡，可胶等工艺环节组成。试验所使用的光刻胶为SU一8近似地认为此沉积时间内阴极沉积面处于平衡状2050(美国某公司生产)。研磨抛光后的铜基片(直态，电场为静态。不考虑电化学极化

8、和浓差极化，假径30mm，厚度4mm)要经过除油除污、漂洗与干设加工问隙内电解液电导率为常数，忽略边界效应，燥等方法处理。将极间电场近似地看作稳恒电场，同时假设电解液S8胶各向同性。在极间间隙内，电场服从Laplace方程：v2q~=