[发明专利]一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺

权利要求书

1.一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺，其特征在于，该工艺的步骤如下：

S1.电镀液配置

以沉积微镍柱为例，采用瓦特型镀液，各组分及质量浓度如下：

S2.阴阳极制备

无掩膜定域性电沉积时采用特制的微阳极结构，微型阳极采用铂丝外加导流管组成，铂丝与导流管内壁形成同心环形缝隙保证镀液通过；阴极采用铜片，将铜片打磨后进行抛光和除油处理，降低铜片表面粗糙度并去除铜片表面油污；

S3.沉积工艺参数设置

无掩模定域性电沉积采用矩形波频脉冲电源，设置脉冲电参数包括脉冲电压、脉冲占空比及脉冲频率；将准备好的特制微型阳极垂直置于阴极铜片上方，微型阳极连接脉冲电源正极，阴极铜片连接电源负极，在PC端控制软件中编程控制步进电机运动进而控制精密三坐标平台带动微阳极针尖移动，实验过程中在保持极间电极间隙10μm，阳极上移移动速度根据电参数进行调整，范围为6～25μm/s连续可调；外加电镀液循环系统，经微型阳极尖端流向阴极表面后经电镀槽回到恒温水浴加热槽，之后由微型蠕动泵再送至微形阳极尖端进行循环，电镀液温度保持45～50℃之间，流速在微型蠕动泵的控制下保持10～50mL/min连续可调；

S4.沉积物检测

沉积结束后记录沉积时长，取出微镍柱去离子水清洗并进行风干处理，通过体显微镜测量沉积微镍柱高度及平均直径，沉积高度除以沉积时长得到平均沉积速率，微镍柱沉积速率及平均直径随沉积条件变化，并将所得微镍柱进行SEM检测，观察微镍柱表面形貌及晶粒组成结构。

2.根据权利要求1所述的一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺，其特征在于，步骤S1中电镀液的配制步骤如下：将氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠和吡啶嗡羟丙磺基内盐先后放置于同一烧杯中，加入去离子水至1L，放入45～50℃水浴加热的超声清洗槽中进行搅拌1h，搅拌速率为300rpm，加入HCL调整镀液PH为3.8～4.25。

3.根据权利要求1所述的一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺，其特征在于步骤S2中的微型阳极采用直径500μm的铂丝外加导流管组成，铂丝尖端打磨成圆角半径为7μm的锥状结构，铂丝与导流管内壁形成10μm左右的同心环形缝隙保证镀液通过。

4.根据权利要求1所述的一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺，其特征在于，步骤S2中阴极采用30mm*10mm*2mm的铜片，将铜片用800#、1500#和2000#的砂纸先后打磨后进行抛光和除油处理。

5.根据权利要求1所述的一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺，其特征在于，步骤S3中设置的脉冲电参数分别为：脉冲电压3.8～4.8V连续可调、占空比ti/tp＝0.3～0.7连续可调、脉冲频率为1～10KHz。

6.根据权利要求1所述的一种采用无掩模定域性电沉积方法制备微柱状结构的工艺，其特征在于，步骤S4中的沉积速率为10～50μm/min，微镍柱平均直径为50～200μm。