[发明专利]金属镍基底上制备高密集微细镍圆柱阵列的方法

权利要求书

1.在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法，烘箱，超声清洗机、显影液及其容器；包括在金属镍基底上，经过两次匀胶、曝光及超声显影工艺制作SU-8胶模(3)，再通过超声电铸镍、研磨、煮酸工艺实现圆柱阵列的制作；最后通过退火工艺去除圆柱阵列(2)的残余应力；具体步骤如下：

步骤一，镍基板预处理:首先使用研磨抛光机对金属镍基板进行研磨抛光处理，去除表面缺陷获得镜面镍基板(1)，镍基板(1)表面粗糙度小于0.04μm；然后使用丙酮棉球擦拭，接着依次使丙酮、乙醇溶液对镍基板(1)进行超声清洗；超声清洗后使用去离子水冲洗，冲洗干净后吹干，最后放入烘箱中烘干备用；

步骤二，SU-8胶模制作：两次甩胶工艺在台式匀胶机上进行，通过设置不同的转速、时间来得到厚度不同的两层SU-8胶模，其中第一层SU-8胶模生成后，经过自平整、进行第一次前烘；然后是第二次甩胶，第二次甩胶是为了让SU-8胶模(3)表面更加平整，并进行第二次前烘；然后，在曝光机上用带有预设圆柱阵列图案的掩膜板(4)对SU-8胶模(3)曝光，曝光后对SU-8胶模(3)进行后烘；之后，将SU-8胶模(3)浸入盛有SU-8显影液的容器内进行显影，显影在超声环境下进行，最终得到可用于超声电铸的SU-8胶模结构(3)；

步骤三，超声微电铸镍：采用无背板工艺在镍基板(1)上直接进行圆柱阵列的电铸；电铸过程在有电铸液的超声环境中进行，同时施加阴极移动和循环过滤；电铸后生成圆柱阵列(2)；

步骤四，研磨：通过一般的研磨工艺去除圆柱阵列(2)表面的缺陷获得平整表面；

步骤五，去除SU-8胶：将待去胶的镍基板(1)和圆柱阵列(2)放入煮沸的浓硫酸中，待SU-8胶模(3)全部溶解后取出，使用去离子水清洗后得到圆柱阵列(2)和镍基板(1)；

步骤六，真空退火：对去胶后的圆柱阵列(2)和镍基板(1)进行高温真空退火。

2.根据权利要求1所述的在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法，其特征在于，曝光过程中掩膜板(4)和胶模接触，通过曝光工艺将掩膜板(4)上的图形转移到SU-8胶模上，掩膜板(4)的图案不局限于圆形阵列，可以是椭圆阵列。

3.根据权利要求1所述的在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法，其特征在于，步骤二中的辅助显影的超声频率为120KHz,功率为80-150W。

4.根据权利要求1所述的在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法，其特征在于，步骤六中退火时绝对真空度为10^-3Pa，温度为350～400℃，退火时间2-2.5h，然后随炉冷却。

5.根据权利要求1所述的在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法，其特征在于，步骤三中超声电铸超声频率为120KHz，功率为100W-200W。

6.根据权利要求1所述的在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法，其特征在于，步骤三中电铸液配方为：氨基磺酸镍365～375g/L、氯化镍6～10g/L、硼酸55～60g/L；微电铸镍工艺条件为：pH值3.9～4.1、温度48℃～52℃、电流密度0.5～1A/dm²。