【技术实现步骤摘要】
高深宽比微细结构电铸方法
本专利技术的高深宽比微细结构电铸方法,属于微细加工领域。
技术介绍
微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)是二十世纪最重要的科学技术进展之一,也是当今科学研究的热点。微细制造技术是微机电系统的基础和核心。具有高深宽比(或称高宽比)的微细结构(High-Aspect-Ratio Microstructures,HARMS)广泛应用于微机电系统中,如喷墨打印头喷嘴、惯性测量部件、磁性微系统等。LIGA是制造高深宽比金属微结构最常用的方法。LIGA技术通过X射线曝光涂覆在基底上的光敏材料形成电铸模具,尔后用电铸进行填充以获得金属微结构。光敏材料形成的活动膜板与基底表面(即:阴极表面)通过键合粘结在一起,在电铸过程中不能移动。LIGA技术中高深宽比微结构的电铸由于受传质的影响而变得非常困难,易出现厚度不均、组织疏松、针孔、表面粗糙等缺陷。而且LIGA技术要使用价格极其昂贵和稀缺的同步辐射光源,成本高,加工周期长;还存在去胶难的问题。专利技术名称为:三维微细结构电铸方法和装置,申请号为:200610039406.6,公开日为:2006.09.06的专利技术专利申请,公开了-->一种,利用阴极相对屏蔽阳极膜板移动来制造三维金属微结构的方法,是现有金属微结构加工方法的有力补充。但是该技术也有一些不足之处,如:电沉积过程发生在微小的封闭空腔中,传质困难,导致效率低;电沉积时阴阳间距离小,沉积过程易受铸件表面质量的影响,如表面毛刺就可引起短路,给整个过程带来困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供 ...
【技术保护点】
一种高深宽比微细结构电铸方法,其特征在于包括以下步骤:(1)、根据零件的形状和尺寸设计制作屏蔽电场用的具有特定镂空图案的活动膜板;(2)、在电铸加工过程中,活动膜板置于阴阳极之间,使活动膜板与阴极根据沉积物的高度作相对间断移动,即:(a)、电铸开始时,将活动膜板与阴极贴合,用电源供电,电沉积发生,此时称为第一次电沉积;(b)、电铸一定时间后,断开电源,活动膜板在电铸结构的高度生长方向移动一定距离,使其距阴极为δ↓[i],δ↓[i]为第i次电沉积时活动膜板与阴极表面距离,其中i=1,2,3,…,k,…,k为自然数;(c)、再用电源供电电沉积发生,称第i次电沉积其中i=2,3,…,k,…,k为自然数;且活动膜板与阴极作相对间断移动时,受以下关系的约束:i=1∶H=0,δ↓[1]=0,h↓[1]<=t;i=k∶H=h↓[1]+h↓[2]+…+h↓[k-1],δ↓[k-1]<δ↓[k]<=H,h↓[k]<=δ↓[k]+t-H,i=2,3,…,k,…,k为自然数;其中:t为活动膜板厚度,h↓[i]为第i次电沉积时沉积的金属层厚度,H为第i次电沉积前已铸微结构的高度;(d)、重复上述(b)和(c) ...
【技术特征摘要】
1、一种高深宽比微细结构电铸方法,其特征在于包括以下步骤:(1)、根据零件的形状和尺寸设计制作屏蔽电场用的具有特定镂空图案的活动膜板;(2)、在电铸加工过程中,活动膜板置于阴阳极之间,使活动膜板与阴极根据沉积物的高度作相对间断移动,即:(a)、电铸开始时,将活动膜板与阴极贴合,用电源供电,电沉积发生,此时称为第一次电沉积;(b)、电铸一定时间后,断开电源,活动膜板在电铸结构的高度生长方向移动一定距离,使其距阴极为δi,δi为第i次电沉积时活动膜板与阴极表面距离,其中i=1,2,3,…,k,…,k为自然数;(c)、再用电源供电电沉积发生,称第i次电沉积其中i=2,3,…,k,…,k为自然数;且活动膜板与阴极作相对间断移动时,受以下关系的约束:i=1:H=0,δ1=0,h1<=t;i=k:H=h1+h2+…+hk-1,δk-1<δk<=H,hk<=δk+t-H,i=2,3,…,k,…,k为自然数;其中:t为活动膜板厚度,hi为第i次电沉积时沉积的金属层厚度,H为第i次电沉积前已铸微结构的高度;(d)、重复上述(b)和(c)步骤,直到达到微结构的高度要求。2、根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱荻,曾永彬,曲宁松,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:84[中国|南京]
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