[发明专利]一种微机电系统的运动部件及其加工方法

说明书

本发明涉及一种微机电系统的运动部件及其加工方法，属于微机电系统的加工工艺技术领域，降低运动部件侧壁的摩擦力，提高其耐磨损性。运动部件的侧壁形成有包括凸起结构以及与凸起结构交叉的波纹状结构的微纳米图案。加工方法采用反应离子深刻蚀工艺将光刻胶层形成的凸起结构转移到运动部件的侧壁上，并通过刻蚀工艺交替进行的刻蚀和钝化在运动部件的侧壁形成波纹状结构，从而在运动部件的侧壁面形成凸起结构和波纹状结构构成的网状微纳米图案。本发明提供的微机电系统的运动部件及其加工方法可用于微机电系统。

技术领域

本发明涉及一种微机电系统的加工工艺，尤其涉及一种微机电系统的运动部件及其加工方法。

背景技术

微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)是独立的智能系统，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，具有体积小、重量轻、功耗低、性能稳定等特点，广泛应用于汽车、消费电子、医疗等领域。

微机电系统中包括多个运动部件(滑动部件和/或转动部件)，运动部件存在严重的磨损问题。现有技术中，通常采用材料表面改性技术或分子润滑膜技术来减少磨损。

但是，上述方法无法用于存在遮挡结构的运动部件的侧壁，并且后续进行表面改性或分子润滑膜的操作比较复杂，从而造成时间和成本的浪费。

目前，微纳米纹理技术被认为是一项非常有潜力的提高表面摩擦磨损性能的先进技术。但是，由于微机电系统的运动部件尺寸相对较小(厚度为几十个微米)，且表面的粗糙度质量较难控制，往往会遗传加工形成的丰富微观形貌和较大的粗糙度，使得微纳米纹理技术很难应用于微机电系统的运动部件。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种微机电系统的运动部件及其加工方法，降低运动部件侧壁的摩擦力，提高运动部件的耐磨损性能。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种微机电系统的运动部件，运动部件的侧壁形成有网状的微纳米图案；微纳米图案包括凸起结构以及与凸起结构交叉的波纹状结构。

进一步地，凸起结构通过刻蚀工艺形成，凸起结构平行于刻蚀方向；波纹状结构通过刻蚀工艺中交替进行的刻蚀和钝化过程形成，波纹状结构垂直于刻蚀方向。

进一步地，凸起结构包括多个相互平行的凸起；波纹状结构包括多条相互平行的条带纹。

进一步地，运动部件的特征尺寸为0.1mm-1mm，多个凸起之间的间距为0.1μm-300μm，凸起的宽度为0.1μm-300μm，凸起的高度为0.1μm-100μm。

进一步地，运动部件的特征尺寸为0.1μm-100μm，多个凸起之间的间距为0.01μm-10μm，凸起的宽度为0.01μm-10μm，凸起的高度为0.01μm-10μm。

进一步地，多个条带纹之间的间距为0.01μm-10μm，条带纹的宽度为0.01μm-10μm，条带纹的高度为0.01μm-10μm。

进一步地，运动部件的侧壁的表面形成有表面改性层和/或分子润滑膜。

进一步地，沿垂直于刻蚀方向，凸起的横截面的形状为正弦波形或者周期性的脉冲波形。

进一步地，其特征在于，沿垂直于刻蚀方向，凸起的横截面的形状为矩形、梯形或弧形。

本发明还提供了一种微机电系统的运动部件的加工方法，包括如下步骤：

步骤S1：在运动部件基体的上表面涂覆光刻胶层；

步骤S2：通曝光和显影工艺，在光刻胶层形成凸起结构的横截面的形状；