[发明专利]一种深离子反应刻蚀结合辊压制备全金属微结构的方法

摘要

本发明公开了一种深离子反应刻蚀结合辊压制备全金属微结构的加工方法，首先在基片(1)表面依次涂一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和一层含硅的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)，然后利用自制的辊压装置在PUA层上辊压形成一个比较浅的沟槽，脱模后，先用SF6和O2的混合气体作为工作气体进行离子反应刻蚀，直至把沟槽里的PUA刻蚀掉，再单独用O2作为工作气体对PMMA层(3)进行离子刻蚀，直至把沟槽里的PMMA层(3)刻蚀掉，最后是微电铸、去胶、成型。本发明方法易于实现大面积和重复性生产，并能有效缩短加工周期、降低加工成本。

主权项

一种深离子反应刻蚀结合辊压制备全金属微结构的方法，其特征在于按以下步骤操作：(1)涂胶基片的制备以硅片为基片(1)，在基片(1)的上表面溅射一层厚度为0.5‑1μm的Ti作为导电层(2)，在导电层(2)上涂布形成厚度为60‑80μm的PMMA层(3)，再于PMMA层(3)上涂布形成厚度为15‑25μm的PUA层(4)形成涂胶基片；(2)辊压采用金属材料制作的辊筒式辊压模，用激光烧结方法在辊压模表面加工出与所需成型的微结构相应的微结构凸模得到辊压模具(5)；将所述辊压模具(5)置于所述涂胶基片的PUA层(4)的表面，辊压形成微结构凹槽(6)后脱模，微结构凹槽(6)底部保留一薄层含硅的聚氨酯丙烯酸酯层；(3)第一次深离子反应刻蚀用SF6与O2按照体积比4∶6的比例构成的混合气体作为刻蚀气体对涂胶基片的PUA层(4)进行深离子反应刻蚀，直至将微结构凹槽(6)底部的薄层含硅的聚氨酯丙烯酸酯层刻蚀掉时停止，其余部分仍有含硅的聚氨酯丙烯酸酯残留；(4)第二次深离子反应刻蚀以O2作为刻蚀气体对第一次深离子反应刻蚀后涂胶基片的PMMA层(3)进行深离子反应刻蚀，以所述O2与残留的含硅的聚氨酯丙烯酸酯形成含有SiO2的遮挡层，并同时对PMMA层(3)进行反应刻蚀，直至第一次深离子反应刻蚀后的微结构凹槽(8)底部的PMMA完全刻蚀掉时停止，其余部分的PMMA仍有残留，得到微结构凹模；(5)微电铸及去胶成型将所述微结构凹模置于电铸溶液中进行微电铸加工形成全金属微结构(7)，微电铸加工时控制温度30℃，电流密度0.7‑1.2A/dm2，阳极为纯度99.9％的磷铜板，辅助33KHz，15w的超声搅拌；将所述全金属微结构(7)与所述微结构凹模剥离，并用丙酮去除所述全金属微结构(7)上残余的PMMA即可；所述电铸溶液由60‑70g焦磷酸铜、280‑320g焦磷酸钾和20‑25g柠檬酸铵混合并加水至溶液pH值8.2得到。