一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，首先在基底上表面涂覆释放层，得到涂覆有释放层的基底；在释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构；将释放层去除，使圆形微同轴金属结构与基底分离，将圆形微同轴金属结构横向与基底键合，得到轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构。本发明专利技术提供的制备方法解决了现有微米级同轴结构制备中横向圆柱结构难以实现的问题，避免了目前三维结构多层工艺连续加工中面临的中心对准困难及侧壁粗糙度大等问题，制备得到的轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构作为微器件的连接器件，有利于提高微器件的集成度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属微结构制造的
，特别涉及一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法。
技术介绍
在RFMEMS(射频微机电系统)中，为了满足功能、装配、集成化等方面的技术要求，很多元器件都需要具有斜面、自由曲面等三维微结构，特别是微同轴结构，目前已引起了大多数研究学者的关注。由一根金属内导体和包围在其周围并与之共轴的空管状金属外导体构成的传输线称为同轴线。目前同轴线是常见的信号传输线，中心的铜芯用于传送高电平，其被绝缘材料包覆；绝缘材料为PE(聚乙烯)材质，主要用于提高抗干扰性能，防止水、氧的侵蚀；绝缘材料外面是与铜芯共轴的筒状金属薄层，它既作为传输回路的一根导线，传输低电平，又具有屏蔽作用，通常有3种结构——金属管状、铝塑料复合带纵包搭接、编织网与铝塑复合带纵包组合，其中金属管状的屏蔽性能最好。微机械加工技术主要包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、LIGA(即光刻、电铸和注塑的缩写)技术、准LIGA技术、晶片键合技术和微机械组装技术等。由于侧壁陡直、深宽比大的微结构不仅可以提高微型器件的性能，还能增加微型器件的强度，防止因机械失效或应力集中产生的破坏，因此，三维微结构的制作技术成为了MEMS(微机电系统)加工的关键技术之一。现有3D-微同轴结构的加工制备工艺大都是利用光刻工艺多层叠加技术制备的矩形同轴微结构，但是此方法制备的微同轴结构粗糙度较大且侧壁垂直度较差，造成矩形同轴微结构作为微器件的连接器件时，微器件的集成度难以进一步提高，现有技术中还未见轴向与基底平行的圆形微同轴结构的制备方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种间接制备轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，制备的横向同轴微结构作为微器件的连接器件，有利于提高微器件的集成度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，包括以下步骤：在基底上表面涂覆释放层；在所述释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构；去除所述轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构中的释放层，使圆形微同轴金属结构与基底分离，圆形微同轴金属结构再横向与基底键合，得到轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构。优选的，所述基底为硅基底或金属基底。优选的，所述释放层的材质为聚二甲基硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物或三元乙丙橡胶。优选的，所述释放层的厚度为30～50nm。优选的，所述纵向圆形微同轴金属结构包括实心圆柱形内导体、套设在所述实心圆柱形内导体外的圆环柱形外导体和设置在内外导体间的支撑体；所述支撑体的材质为聚四氟乙烯；所述圆环柱形外导体的外圆环上有一沿圆柱高度方向的矩形截面。优选的，所述实心圆柱形内导体直径为40～80μm；所述圆环柱形外导体的内径为120～200μm；所述圆环柱形外导体的厚度为8～12μm；所述支撑体的厚度为20～60μm；所述矩形截面的宽度大于实心圆柱形内导体直径且小于圆环柱形外导体的内圆环直径。优选的，所述释放层的去除包括：将所述轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构浸泡于挥发性溶剂中，溶解释放层。优选的，所述挥发性溶剂为氯仿、二氯甲烷和甲苯中的一种或几种的混合物。优选的，所述纵向圆形微同轴金属结构的制备方法包括以下步骤：利用紫外光刻法在释放层上制备圆形微同轴金属结构的胶膜结构；在所述胶膜结构内微电铸金属铸层，再去除胶膜结构，得到内外金属导体结构；在所述内外金属导体结构内注塑支撑体，得到纵向圆形微同轴金属结构。本专利技术提供了一种上述方案所述制备方法制备的轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构，包括基底和横向结合于基底上的圆形微同轴金属结构。本专利技术提供了一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，包括以下步骤：在基底上表面涂覆释放层；在所述释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构；去除所述轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构中的释放层，使圆形微同轴金属结构与基底分离，圆形微同轴金属结构再横向与基底键合，得到轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构。本专利技术提供的制备方法解决了现有微米级同轴结构制备中横向圆柱结构难以实现的问题，避免了目前三维结构多层工艺连续加工中面临的中心对准困难及侧壁粗糙度大等问题，制备得到的轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构作为微器件的连接器件，有利于提高微器件的集成度。实验结果表明，本专利技术提供的制备方法制备的轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的侧壁粗糙度仅为30～50nm。附图说明图1a为本专利技术实施例制备金属种子层的流程图；图1b为本专利技术实施例制备金属种子层的横截面图；图2a为本专利技术实施例制备微同轴内外导体胶膜结构的流程图；图2b为本专利技术实施例制备的微同轴内外导体胶膜结构的横截面图；图3a为本专利技术实施例制备内外金属导体结构的流程图；图3b为本专利技术实施例制备的内外金属导体结构的横截面图；图4a为本专利技术实施例注塑支撑体后的纵截面图；图4b为本专利技术实施例注塑支撑体后的横截面图；图5为本专利技术实施例将纵向圆形微同轴结构与基底分离并横向键合到基底上的流程示意图；图6a为第一掩膜版的结构示意图；图6b为第二掩膜版的结构示意图；图1～6中：1-硅基底，2-释放层，3-金属层，4-正光刻胶，5-遮光的正光刻胶胶膜结构，6-金属种子层，7-负性光刻胶，8-微同轴内外导体胶膜结构，9-金属铸层，10-内外金属导体结构，11-支撑体，12-圆形微同轴金属结构。具体实施方式本专利技术提供了一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，包括以下步骤：在基底上表面涂覆释放层；在所述释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构；去除所述轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构中的释放层，使圆形微同轴金属结构与基底分离，圆形微同轴金属结构再横向与基底键合，得到轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构。本专利技术在基底上表面涂覆释放层。在本专利技术中，所述基底优选为硅基底或金属基底；所述金属基底优选为铜基底；所述释放层的材质优选为聚二甲基硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物或三元乙丙橡胶；所述释放层的厚度优选为30～50nm，更优选为35～45nm。在本专利技术中，所述聚二甲基硅氧烷在常温下为无色透明的流体，优选与固化剂混合后进行涂覆；所述固化剂优选为苯甲酸钠和/或甲基四氢苯酐；所述聚二甲基硅氧烷与固化剂的质量比优选为4～8:1，更优选为5～6:1。在本专利技术中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物优选为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液的固含量优选为50～70％，更优选为55～65％；在本专利技术中，乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液可直接用于涂覆，涂覆后随着溶剂的挥发而固化成膜。在本专利技术中，三元乙丙橡胶优选为三元乙丙橡胶乳液，所述三元乙丙橡胶乳液的固含量优选为50～70％，更优选为55～65％；三元乙丙橡胶乳液可直接用于涂覆，涂覆后随着溶剂的挥发而固化成膜。本专利技术对涂覆的具体方法没有特殊要求，使用本领域的常规涂覆方法即可，优选使用涂布机进行涂覆。在基底上表面涂覆释放层后，本专利技术在所述释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构。在本专利技术中，所述纵向圆形微同轴金属结构优选包括实心圆柱形内导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，包括以下步骤：在基底上表面涂覆释放层；在所述释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构；去除所述轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构中的释放层，使圆形微同轴金属结构与基底分离，圆形微同轴金属结构再横向与基底键合，得到轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构。

【技术特征摘要】
1.一种轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构的制备方法，包括以下步骤：在基底上表面涂覆释放层；在所述释放层表面制备纵向圆形微同轴金属结构，得到轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构；去除所述轴向与基底垂直的圆形微同轴金属结构中的释放层，使圆形微同轴金属结构与基底分离，圆形微同轴金属结构再横向与基底键合，得到轴向与基底平行的圆形微同轴金属结构。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基底为硅基底或金属基底。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述释放层的材质为聚二甲基硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物或三元乙丙橡胶。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述释放层的厚度为30～50nm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纵向圆形微同轴金属结构包括实心圆柱形内导体、套设在所述实心圆柱形内导体外的圆环柱形外导体和设置在内外导体间的支撑体；所述支撑体的材质为聚四氟乙烯；所述圆环柱形外导体的外圆环上有沿圆柱高度方向的矩形截面。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮久福，王小康，黄波，桑磊，张称，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34