郝光亮,曲宁松,李寒松,曾永彬

(南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点试验室,江苏南京 210016)

金是一种昂贵的金属,由于其具有耐蚀性、耐热性、可焊性及导电性等优良性能,因此,金零件或者镀金产品被应用于航空精密仪器仪表、电子电路(包括印刷电路板、集成电路、引线框)等要求电学性能参数长期稳定的场合[1-2]。但是,由于金的硬度低,在一些领域厚度要求为几十到几百微米的微细金结构用常规机械加工方法加工效率低,且废品率高。基于SU-8光刻胶的UV-LIGA技术是近年来迅速发展起来的一种低成本的微结构制造技术,主要包括光刻、微细电铸和塑铸等3个工艺环节。它在制造高深宽比微细金属结构与器件方面具有很强的工艺能力,基于该技术已制造出微型线圈、微型探针、微型流道、微型开关、微型反应器等金属微细器件[3-4]。但目前存在一个工艺难点,由于电铸时胶膜沟槽处电场分布不均,随着电铸的进行沉积层最终形成中间薄边缘厚的凹形,微细结构的厚度越大,这种现象越严重,针对此种情况,国外有学者提出了ECMD(electrochemical mechanical deposition)电铸法,即电铸时在沉积层上附加机械的摩擦、抛光或者人为控制沉积层与溶液接触区域,有选择性的电铸来改善沉积层厚度不均匀[5-6]。

本文通过电场仿真发现,当光刻胶厚度大于微细结构厚度时,可明显改善沉积层中间薄、边缘厚的现象。因此,在UV-LIGA工艺试验中制备厚度大于微细结构厚度的光刻胶膜来电铸微细金结构,并探讨了微细金结构表面平整度的影响因素。……