慣性微開(kāi)關(guān)的制作及正性厚膠工藝研究.pdf

1、隨著微制造工藝技術(shù)的發(fā)展，具有特定功能的金屬微器件因?yàn)槠潴w積小、成本低、性能優(yōu)越而在信號(hào)檢測(cè)、疾病分析、武器裝備、航空航天、生物工程等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用?；谧贤夤饪毯臀㈦婅T的UV-LIGA工藝是制作金屬微器件的有效手段之一。本文基于多層UV-LIGA工藝制作了跨尺度高深寬比金屬慣性微開(kāi)關(guān)，探究了蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)大面積鑄層分層現(xiàn)象的影響，并研究了正性光刻膠AZ50XT的制作工藝。
　　采用多層UV-LIGA工藝在金屬基底上制作了跨尺度

2、、高深寬比慣性微開(kāi)關(guān)并測(cè)試了其動(dòng)態(tài)性能。工藝過(guò)程中，為了提高UV-LIGA工藝制作的金屬微結(jié)構(gòu)的深寬比，采用多層疊加的方法獲得了深寬比為17∶1的微開(kāi)關(guān)器件。針對(duì)多層金屬微結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中層間結(jié)合力差的問(wèn)題，通過(guò)小電流密度預(yù)鑄、等離子去膠的方式提高層間結(jié)合力，解決了微電鑄鑄層分層的問(wèn)題。為解決高深寬比微結(jié)構(gòu)內(nèi)SU-8膠去除難的問(wèn)題，通過(guò)濕法化學(xué)方式去除光刻膠，獲得了輪廓清晰的微結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，成功制作了跨尺度、高深寬比慣性微開(kāi)關(guān)。其外形

3、尺寸為14×11×0.6mm，最小線寬為29.8μm，最大深寬比為17∶1。最后，采用轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試設(shè)備測(cè)試了慣性微開(kāi)關(guān)的動(dòng)態(tài)性能，測(cè)試結(jié)果表明該開(kāi)關(guān)能滿足設(shè)計(jì)要求。
　　為減小金屬微結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中鑄層與基底分離的風(fēng)險(xiǎn)，采用仿真和實(shí)驗(yàn)的方法，研究了蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)大面積鑄層分層現(xiàn)象的影響。結(jié)果表明，在蜂窩孔幾何形狀、布局形式和排布數(shù)量不變的情況下，采用蜂窩結(jié)構(gòu)后，減小鑄層面積可以有效地降低鑄層的分層程度，減小了微器件與基底發(fā)生分離的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于

4、邊長(zhǎng)為7mm的正方形鑄層，60％的去除面積可以有效降低鑄層的分層程度。在鑄層上增加蜂窩孔數(shù)量并采用矩形蜂窩孔可以使得鑄層面積分布更加均勻，鑄層的分層程度被進(jìn)一步降低。基于以上研究成果，對(duì)微開(kāi)關(guān)器件“基板”進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并成功制作了改進(jìn)后的基板。
　　為了解決高深寬比金屬微結(jié)構(gòu)制作后SU-8膠去除難的問(wèn)題，研究了AZ50XT正性光刻膠的制作工藝。采用等離子清洗的方式去除了多層光刻過(guò)程中AZ50XT光刻膠表面的非極性污染物，提高