微接電開關(guān)及銅微光柵的制作工藝研究.pdf

1、隨著微機(jī)電技術(shù)的迅猛發(fā)展，具有體積小、能耗少、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)的金屬微器件在軍工、醫(yī)療、精密儀器等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，采用光刻和微電鑄工藝來(lái)制作金屬微器件的方法得到了廣泛關(guān)注。本文首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定了微接電開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，同時(shí)研究了基于光刻和微電鑄制作微開關(guān)時(shí)的工藝難點(diǎn)，隨后開展了具有高深寬比結(jié)構(gòu)的鎳制微接電開關(guān)的制作工藝研究，通過(guò)借鑒微開關(guān)的制作工藝?yán)^而開展了銅微光柵的制作工藝研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)現(xiàn)

2、有微接電開關(guān)和微光柵的制作方法，確定在金屬基底上采用光刻和微電鑄工藝的方法來(lái)制作開關(guān)和光柵微結(jié)構(gòu)。通過(guò)結(jié)構(gòu)選型確定了微接電開關(guān)的整體結(jié)構(gòu)，結(jié)合制作工藝和開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)制作難點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，通過(guò)優(yōu)化微開關(guān)的結(jié)構(gòu)和改善電鑄工藝等方法降低了鑄層分層程度，引入超聲波輔助顯影的方式解決了高深寬比膠膜顯影困難的問(wèn)題，通過(guò)曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)得到了高深寬比膠膜合適的曝光參數(shù)。⑵基于研究得到的結(jié)論和方法，開展了微接電開關(guān)的制作工藝研究。選用不銹鋼板作為微開

3、關(guān)的制作基底，通過(guò)在基底上進(jìn)行疊層光刻、微電鑄、濺射銅以及濕法腐蝕去膠等工藝制作了具有高深寬比結(jié)構(gòu)的鎳制微接電開關(guān)，對(duì)制作工藝所帶來(lái)的誤差進(jìn)行理論分析并引入線寬誤差補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)降低制作誤差。開關(guān)的整體結(jié)構(gòu)為4000×3900×360μm，最小結(jié)構(gòu)尺寸為20μm，最大深寬比為14：1。使用無(wú)引線陶瓷片式封裝載體對(duì)微開關(guān)進(jìn)行了封裝，使用高倍工具顯微鏡對(duì)微開關(guān)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的寬度尺寸進(jìn)行了測(cè)量，最后用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)和落錘測(cè)試平臺(tái)對(duì)微開關(guān)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行測(cè)

4、試，結(jié)果表明所制作的微開關(guān)滿足設(shè)計(jì)要求。⑶結(jié)合制作工藝和微光柵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開展了高深寬比銅微光柵的制作工藝研究。選用銅板作為制作基底，通過(guò)在基底上進(jìn)行兩次勻膠、前烘和一次曝光、超聲顯影、微電鑄銅以及高溫真空退火去膠等工藝制作出了微光柵結(jié)構(gòu)，微光柵的周期寬度為130μm，凸臺(tái)尺寸為2400×220×65μm。采用高倍工具顯微鏡和Zygo表面輪廓儀對(duì)光柵結(jié)構(gòu)的尺寸和工作表面粗糙度進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果顯示其尺寸相對(duì)誤差＜2%，粗糙度＜0.4μm。