環(huán)形萬向MEMS慣性開關(guān)制作工藝研究.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，MEMS器件在一些工業(yè)領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用。MEMS慣性開關(guān)作為一種慣性沖擊檢測傳感器在航空、航天、運輸?shù)裙I(yè)領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。因此，MEMS慣性開關(guān)的制作工藝受到越來越多的關(guān)注。近年來，UV-LIGA技術(shù)憑借其成本低、工藝周期短的優(yōu)勢而在MEMS慣性開關(guān)的制作中開始獲得應(yīng)用。本文根據(jù)設(shè)計要求確定了一種新型環(huán)形萬向MEMS慣性開關(guān)的結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸，并根據(jù)開關(guān)結(jié)構(gòu)特點制定了加工工藝路線；基于UV-LIGA

2、技術(shù)在金屬基底上制作了一種高深寬比環(huán)形無源萬向MEMS開關(guān)；通過了紫外光刻實驗研究了不同光刻工藝參數(shù)對高深寬比微電鑄用SU-8膠模具形貌質(zhì)量以及尺寸精度的影響，并優(yōu)化了光刻工藝參數(shù)；通過超聲時效實驗研究了超聲降低高深寬比SU-8膠膜內(nèi)應(yīng)力的效果。
　　針對高深寬比、細(xì)線寬微電鑄用SU-8膠模具制作過程中，由于SU-8膠膜嚴(yán)重側(cè)蝕導(dǎo)致的膠膜制作困難、質(zhì)量低下的問題，進行了紫外光刻實驗研究。實驗研究了不同曝光劑量和后烘時間對SU-8膠

3、光刻效果的影響。實驗結(jié)果表明，隨著曝光劑量的增大，膠膜“側(cè)蝕”現(xiàn)象得到明顯改善，但曝光劑量增大到一定程度之后，細(xì)線寬SU-8膠溝道會出現(xiàn)“發(fā)黑”現(xiàn)象；隨著后烘時間的延長，膠膜“側(cè)蝕”現(xiàn)象也會得到改善。然后，研究了曝光劑量對膠膜重要線寬尺寸精度的影響。結(jié)果表明曝光參數(shù)通過對SU-8膠交聯(lián)度的影響從而影響膠膜尺寸的精度。最后，結(jié)合以上實驗結(jié)果優(yōu)化了光刻工藝參數(shù)，即采用較低曝光劑量與較長后烘時間的參數(shù)組合。
　　針對高深寬比SU-8膠膜

4、在紫外光刻階段產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致膠膜開裂、變形以及脫落的問題，提出將超聲時效技術(shù)應(yīng)用于高深寬比SU-8膠膜的制作工藝中，并通過實驗研究了超聲時效技術(shù)降低膠膜內(nèi)應(yīng)力的效果。實驗結(jié)果表明：經(jīng)過超聲時效處理過的孤島型SU-8微結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力得到降低，更不易從基底脫落，膠膜留存率比不做處理的高出34.4%?；谝陨铣晒晒χ谱鞒龅蛢?nèi)應(yīng)力的高深寬比微電鑄用光刻膠模具。
　　結(jié)合以上研究成果，基于UV-LIGA技術(shù)以SU-8膠作為微電鑄模具材料在金