微接電開關及銅微光柵的制作工藝研究.pdf

1、隨著微機電技術的迅猛發(fā)展，具有體積小、能耗少、可靠性高等優(yōu)點的金屬微器件在軍工、醫(yī)療、精密儀器等領域取得了廣泛應用。同時，采用光刻和微電鑄工藝來制作金屬微器件的方法得到了廣泛關注。本文首先根據(jù)設計要求確定了微接電開關的結構形式和尺寸，同時研究了基于光刻和微電鑄制作微開關時的工藝難點，隨后開展了具有高深寬比結構的鎳制微接電開關的制作工藝研究，通過借鑒微開關的制作工藝繼而開展了銅微光柵的制作工藝研究。
　　本研究主要內容包括：⑴根據(jù)現(xiàn)

2、有微接電開關和微光柵的制作方法，確定在金屬基底上采用光刻和微電鑄工藝的方法來制作開關和光柵微結構。通過結構選型確定了微接電開關的整體結構，結合制作工藝和開關的結構特點對制作難點進行了深入研究，通過優(yōu)化微開關的結構和改善電鑄工藝等方法降低了鑄層分層程度，引入超聲波輔助顯影的方式解決了高深寬比膠膜顯影困難的問題，通過曝光對比實驗得到了高深寬比膠膜合適的曝光參數(shù)。⑵基于研究得到的結論和方法，開展了微接電開關的制作工藝研究。選用不銹鋼板作為微開

3、關的制作基底，通過在基底上進行疊層光刻、微電鑄、濺射銅以及濕法腐蝕去膠等工藝制作了具有高深寬比結構的鎳制微接電開關，對制作工藝所帶來的誤差進行理論分析并引入線寬誤差補償?shù)姆椒▉斫档椭谱髡`差。開關的整體結構為4000×3900×360μm，最小結構尺寸為20μm，最大深寬比為14：1。使用無引線陶瓷片式封裝載體對微開關進行了封裝，使用高倍工具顯微鏡對微開關關鍵結構的寬度尺寸進行了測量，最后用旋轉試驗臺和落錘測試平臺對微開關的動態(tài)性能進行測

4、試，結果表明所制作的微開關滿足設計要求。⑶結合制作工藝和微光柵的結構特點，開展了高深寬比銅微光柵的制作工藝研究。選用銅板作為制作基底，通過在基底上進行兩次勻膠、前烘和一次曝光、超聲顯影、微電鑄銅以及高溫真空退火去膠等工藝制作出了微光柵結構，微光柵的周期寬度為130μm，凸臺尺寸為2400×220×65μm。采用高倍工具顯微鏡和Zygo表面輪廓儀對光柵結構的尺寸和工作表面粗糙度進行了測量，結果顯示其尺寸相對誤差＜2%，粗糙度＜0.4μm。