基于SU-8紫外光刻工藝的直流微電鑄技術(shù)研究.pdf

1、進入21世紀(jì)以來,微細(xì)加工技術(shù)作為MEMS(微機電系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)化的重要基礎(chǔ),發(fā)展非常迅速。LIGA(即光刻、電鑄和注塑)與UV-LIGA技術(shù)是兩種非常重要的微細(xì)加工技術(shù)。在微納加工領(lǐng)域經(jīng)常會需要一些具有高深寬比的微結(jié)構(gòu),而LIGA和UV-LIGA技術(shù)的工藝特點就是制備具有高深寬比的微結(jié)構(gòu)。LIGA與UV-LIGA技術(shù)的工藝過程主要區(qū)別在于,LIGA技術(shù)的曝光光源為同步X射線源,UV-LIGA技術(shù)只需紫外光源即可。由于同步X射線源非常昂貴,

2、相比LIGA技術(shù),UV-LIGA技術(shù)成本很低,更加適合推廣應(yīng)用。
　　本論文重點研究了UV-LIGA技術(shù)的工藝過程:對SU-8光刻膠的紫外光刻工藝進行了參數(shù)優(yōu)化;設(shè)計并搭建了兩種直流微電鑄的實驗平臺;探討了直流微電鑄工藝中各參數(shù)對微電鑄結(jié)果的影響,確定了最優(yōu)參數(shù)。主要內(nèi)容如下:
　　1.SU-8光刻膠紫外光刻工藝通過對SU-8系列光刻膠紫外光刻原理的分析與研究,確定實驗方案。通過多次對比實驗,分析光刻過程中不同參數(shù)對實驗結(jié)果

3、的影響,并針對性地給出改進方案,最終獲得最優(yōu)參數(shù)下的非常理想的實驗結(jié)果。
　　2.微電鑄平臺搭建通過初步分析,設(shè)計了封閉式電鑄盒微電鑄平臺,搭建并進行實驗后,發(fā)現(xiàn)溫度和pH的精確控制、陰極的密封處理對直流微電鑄結(jié)果的影響非常大,另外,超聲的無法加入也成為封閉式微電鑄平臺非常嚴(yán)重的缺點。通過對上述缺點針對性的修改,本論文設(shè)計、搭建了開放式電鑄槽微電鑄平臺,通過增加電鑄槽體積、加入水冷循環(huán)系統(tǒng)、引入超聲裝置進一步改善了直流微電鑄的效果

4、。
　　3.直流微電鑄實驗結(jié)合相關(guān)文獻,選擇了氨基磺酸鎳電鑄液體系作為實驗環(huán)境,采用多次對比實驗,分析了直流微電鑄工藝中各參數(shù)(包括電鑄液溫度、電流密度和pH值)對金屬鎳鑄層的影響,得到了該實驗平臺下的最優(yōu)工藝參數(shù)。
　　本論文通過對SU-8系列光刻膠的紫外光刻工藝參數(shù)的分析、優(yōu)化,得到了側(cè)壁陡直、強度足夠、深寬比優(yōu)于10:1的SU-8光刻工藝結(jié)果。通過對直流微電鑄平臺的改進、微電鑄參數(shù)的優(yōu)化,最終得到了鑄層光亮、均勻,理想