[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

摘要

一种金属镍基底上制备高密集微细镍圆柱阵列的方法，属于微制造技术领域，涉及金属基底上微电铸金属阵列器件类，特别涉及到一种基于UV‑LIGA工艺在金属镍基底上制备高密集型微细镍圆柱阵列的方法。其特征是：在金属镍基底上，经过两次匀胶、曝光及超声显影等工艺制作SU‑8胶模，再通过超声电铸镍、研磨、煮酸等工艺实现圆柱阵列的制作。最后通过退火工艺去除圆柱内的残余应力。本发明的有益效果是：通过超声显影和超声电铸等手段解决了现有方法中盲孔电铸中的“失铸”以及微圆柱阵列与基底的结合力差等问题。制作的圆柱阵列直径小于100μm、柱间距小于200μm、高度达数百微米。本发明具有工艺简单、圆柱与金属基底结合力好、表面形貌完好、微柱阵列的密度大等优点。

主权项

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。