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微型电铸的母型

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-21  浏览次数:699

电铸是在电铸原型上进行电沉积而获得电铸制品的。电铸原型多数是阳型,电铸在其上成型后获得的是阴模。那么微型电铸的原型是怎样的呢?我们在前面提到过微型电铸实际上是在阴模中成型的电铸阳型的加工方法。这种方法平常只有在制作某些金属浮雕类制品时才会用到,但是在微型电铸中,则是主要的加工方法。由于这些微电铸制品的最小直径只有数十微米,因此,适合用来制作微电铸母型只有利用已经有成熟蚀刻工艺的硅片材料。

 

利用硅片材料制作微电铸母型的流程如下。

 

   ①铝掩模和图形的制作。这是利用传统硅片加工中的流程进行的母型图形制作。首先在硅片上蒸发铝,并按图形制成所需要的掩模。制作完成后的硅片止的图形根据需要可能会是两种完全相反的模式。如果所要电铸的制成品是阴模方式,则掩模保护的就是阳模部分,相反,如果成型的成品是阳模方式,则掩模保护的就是阴模部分。这一工序的关键是让下道工序可以方便地对基片进行后续的加工。

 

②深孔加工出阴模。采用等离子催化的离子扫描蚀刻技术进行图形的深孔位加工形成阴模式母型。这一步骤与集成电路中的光刻过程是大同小异的。只不过这里要进行的加工难度比集成电路的加工要大一些。由于这时微型加工技术所要求的深度大大超过了原来硅片的光刻深度。

 

③制作阻挡层。在阴模加工完成后,再在阴模母型内以物理方法形成阻挡层,通常是沉积铬或铜。以便再在其上电沉积出作为牺牲层的隔离层,并防止镀层金属向模腔内的扩散。

 

④沉积隔离层。在已经有阻挡层的模腔内,进行作为牺牲层的铜隔离层的电沉积,以保证其后的电铸镍或者电铸镍合金能从这个层面上生长成铸型。同时,能在微电铸加工完成后,使电铸制品能从母型上顺利地脱下来,这样,模型还可以再重复使用。

 

⑤电铸镍。对完成隔离层的模型进行镍的电铸。为了改善电铸沉积物的物理性能,现在多数是进行镍钴合金的电铸。

 

⑥隔离层除去。在电铸过程完成后,要将隔离层除去,也就是牺牲掉隔离层而使电铸制品能从作为原型的腔内脱出。

 

⑦取出电铸制品。在除掉隔离层后,原型模腔与电铸成型品之间已经有了很小的间隙,这样可以使镍电铸层从母型上取下,而母型可以再重复流程③及其后续的流程,使原型可以重复使用。

 

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