[发明专利]一种基于UV-LIGA技术的微模具制造方法

说明书

本发明提供了一种基于UV‑LIGA技术的微模具制造方法，包括以下步骤：(a)清洗金属基底；(b)烘干金属基底；(c)倒胶；(d)旋涂；(e)前烘；(f)曝光；(g)后烘；(h)银镜镀膜；(i)显影；(j)坚膜；(k)电铸；本发明的镀导电金属膜工序在显影工序之前，有效地避免了微沟槽顶部被沉积的金属堵塞，达到改善微细结构电铸质量的目的，同时不需要昂贵的设备，成本低。

技术领域

本发明涉及微制造领域，具体涉及一种基于UV-LIGA技术的微模具制造方法。

背景技术

微流控芯片是一种微型化、集成化的便携分析设备，其流道的尺寸为微米级，分析剂量以微升计量。微流控芯片的重要应用领域为核酸分析，蛋白质分析和代谢物分析在内的生物化学分析。随着微流控芯片市场需求增大，然而目前微流控芯片的成本相对较高，仅限于实验室研究阶段。为制造出低成本的微流控芯片，使得微流控芯片平民化，研究快速低成本的、成熟的微结构成型工艺成为迫切需求。微流控芯片所用的材料主要有硅片、玻璃、塑料等。其中塑料的成本最低，然而模具的制造尚未成熟，目前存在的难点主要有：难以深宽比高的微纳结构；成型难度大，出现缺陷的概率较高；模具微结构的拔模斜度难以制造，脱模时容易损坏模具微结构等。

UV-LIGA技术是微制造的一种有效方法，包括光刻-电铸-模塑三个步骤。UV-LIGA技术在电铸模具时分带背板和不带背板两种方式。其中不带背板电铸出来的金属存在与基底结合力不足、拔模斜度为负等问题。带背板电铸与不带背板电铸正好相反，不存在结合力问题，有正向拔模斜度。由于带背板的电铸面积较大，且不导电，一般在电铸之前，要在工件上镀一层导电金属膜，现有技术镀膜的工序一般在光刻显影之后。显影后再镀膜的方式电铸时会电铸出来的材料会堆积在光刻出来的微沟槽的上部，造成电铸微结构缺陷。

现有镀膜技术主要有：化学气相沉积(CVD)，高温下的气相反应，例如，金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解，氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料沉积在衬底表面上生成薄膜的方法。

物理气相沉积(PVD)，在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。主要分为：真空蒸发、溅射、离子镀(空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀)。不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。

现有技术镀膜条件苛刻，成本高，而且对未显影的光刻胶会产生影响。并且现有技术主要用于显影后的镀膜，显影后的镀膜在电镀过程会产生不利影响。例如当显影后的微模具线宽太小的时候，如果侧壁存在金属种子，则电铸高深宽比的微结构的时候会由于光刻微沟槽顶部的离子浓度比槽底部的离子浓度大，导致槽口顶部的沉积速率比底部大，进而导致微沟槽顶部被沉积的金属堵塞，槽底部部的形成空洞。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于UV-LIGA技术的微模具制造方法，本技术可制造出高深宽比，有正向拔模斜度，结构完整的微模具，可避免电铸高深宽比微细结构时出现电铸金属填满坑槽之前将槽口堵住的现象，达到改善微细结构电铸质量的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于UV-LIGA技术的微模具制造方法，包括以下步骤：

步骤一：清洗并烘干金属基底；

步骤二：将适量光刻胶倒在金属基底上后旋涂；

步骤三：前烘，烘烤旋涂后的光刻胶40-45min；

步骤四：曝光，使用光刻机曝光8-11s；

步骤五：后烘，烘烤曝光后的光刻胶25-30min；