[发明专利]一种制备电射流纳米喷针的方法

摘要

本发明涉及一种制备电射流纳米喷针的方法，属于电射流打印喷针制备方法。包括制作标记点，蒸镀铝薄膜，纳米喷针SU‑8基底层制作，纳米喷针应力集中结构制作，纳米喷针SU‑8结构层制作，丙酮处理，SU‑8胶纳米喷针剥离。本发明利用光刻技术和应力集中原理，来制备纳米纳米喷针，与现有喷针制作方法相比，其优势在于制备难度降低，成本较低，成品率高，能够有效更好的保护纳米喷针的结构完整，形成的喷针通道的口径更符合人们的需求，并且制备方法便于操作，原材料购置方便。

主权项

1.一种制备电射流纳米喷针的方法，其特征在于，包括下列步骤：(一)、纳米喷针标记点制作(1)、在5×5cm的纳米喷针基片背面旋涂厚2微米AZ703光刻胶，该纳米喷针基片采用双面氧化硅片；并在烘箱中进行前烘，温度为80℃，时间为15min；(2)、利用带有十字型标记点图形的掩模版一，对AZ703光刻胶进行曝光，曝光时间为16s，曝光强度为5.8mW/cm²，然后在显影液中显影，显影时间为50s；(3)、用去离子水洗上述纳米喷针基片后，将纳米喷针基片置于氢氟酸HF中进行氧化层腐蚀，由于光刻胶的保护作用，光刻胶下面的二氧化硅不与氢氟酸反应，而四个十字标记点处的二氧化硅被氢氟酸腐蚀，形成凹槽；(4)、用丙酮浸泡上述纳米喷针基片，将残余的光刻胶清除，完成纳米喷针标记点制作；(二)、纳米喷针铝薄膜沉积(1)、将步骤(一)中的纳米喷针基片取出，进行清洗，并干燥；(2)、利用铝蒸镀设备，在纳米喷针基片的正面沉积一层200纳米厚的铝薄膜；(三)、纳米喷针SU‑8光刻胶基底层制作(1)、在步骤(二)所得纳米喷针基片正面旋涂SU‑8光刻胶，厚度15微米，为减小SU‑8光刻胶中的应力，将纳米喷针基片在烘箱中进行低温前烘，前烘温度为65℃，时间为90min；(2)、将带有纳米喷针基底结构的掩膜版二与步骤(一)中的纳米喷针背面标记点进行对准，然后进行SU‑8光刻胶曝光，曝光时间为40s；(3)、为实现SU‑8光刻胶交联并降低SU‑8光刻胶中的应力，将曝光后的纳米喷针基片进行低温后烘，后烘温度为70℃，后烘时间为30min；(四)、纳米喷针应力集中结构制作(1)、在步骤(三)中的纳米喷针基片正面旋涂AZ703光刻胶，厚3微米，然后进行前烘，前烘温度为80℃，时间为15min；(2)、将带有雨滴形应力集中图形的掩膜版三与步骤(一)中的纳米喷针背面标记点进行对准，然后对AZ703光刻胶进行曝光，曝光时间为16s；(3)、纳米喷针基片置于显影液中显影，显影时间为30s，制作出纳米喷针雨滴形应力集中结构；(五)、纳米喷针SU‑8光刻胶结构层制作(1)、对步骤(四)中的纳米喷针基片进行清洗并烘干后，烘干的温度为85℃，烘干的时间为20min，置于氧等离子刻蚀机中处理30s，实现残余AZ703光刻胶去除及纳米喷针SU‑8光刻胶基底层表面能调节；(2)、在纳米喷针基片正面旋涂SU‑8光刻胶，厚40微米，进行高温前烘，前烘温度为110℃，前烘时间为20min；(3)、将带有SU‑8光刻胶结构层图形的掩膜版四与步骤(一)中的纳米喷针标记点进行对准，然后进行曝光，曝光时间为46s；(4)、为再次增加纳米喷针雨滴形应力集中结构处的应力，保证纳米沟道裂纹的形成，进行高温后烘，后烘温度为120℃，后烘时间为15min；(5)、为防止纳米喷针雨滴形应力集中结构处的应力降低，立即对纳米喷针SU‑8光刻胶结构层进行显影，显影时间为5min，纳米喷针雨滴形应力集中结构处的巨大应力会使得SU‑8光刻胶沿着应力集中结构处的方向产生纳米尺度的裂纹，形成喷针纳米沟道，该纳米尺度的裂纹仅在SU‑8光刻胶结构层底部产生；(六)、丙酮处理将步骤(五)得到的纳米喷针基片放在丙酮溶液中处理，AZ703溶于丙酮，SU‑8光刻胶不溶于丙酮，溶解纳米喷针雨滴形应力集中结构，再用去离子水洗净，并烘干，烘干的温度为85℃，烘干的时间为30min；(七)、SU‑8光刻胶纳米喷针剥离将步骤(六)中得到的纳米喷针基片浸入浓度为30％的氢氧化钠溶液，处理时间为40min；由于氢氧化钠与铝薄膜发生反应，会使SU‑8光刻胶纳米喷针在硅基片上脱落，去离子水清洗后，即得到SU‑8光刻胶电射流纳米喷针。