本发明专利技术的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，是采用石蜡模板与导电基底紧密贴合后，在石蜡模板上的微小孔内注入光刻胶并风干，以在导电基底上制出微小柱状阵列，再将微小柱状阵列中各柱体的上端部加热软熔，采用强电场的电场力的作用，将微小柱状阵列中各柱体上端部产生变形，使各个柱体形成为下端部为直壁状、上端部为外扩的喇叭形的蘑菇状结构，冷却、硬化后，即形成喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模，本发明专利技术方法，工艺简单，操作简便，可以制造出具有布排密集、高度大的微细柱状阵列特征的芯模，可以在后续工艺中电铸制造出开孔率高、厚度大、孔形结构精度与一致性高、具有喇叭形孔截面特征的微小孔阵列。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微小孔阵列电铸成形
，尤其涉及。
技术介绍
目前，具有微小孔阵列结构特征的零件，如打印机喷嘴、光纤连接器、电子显微镜的光栅网、化纤喷丝板、滤网、筛网等，在航空航天、精密仪器、化纤等领域有着广泛的应用。应用实践表明孔轴向截面为喇叭形的微小孔阵列，具有强度高、易卸渣和清洗、不易堵塞、过滤周期和使用寿命长、易维护等优点。目前，喇叭形微小孔阵列的制作主要有电解加工和电铸加工两种方法。由于受电流密度分布、杂散腐蚀、流场分布、电解液组分、温度等多种因素的综合影响，电解加工的孔形可控性较差，很难制造出高开孔率的、具有真正意义的喇叭形微小孔阵列。基于芯模的反拷复制原理来加工成形结构与零件的电铸技术，具有加工精度高、孔形不受限制、材料适用范围广且性能可控、易实现光滑孔壁等优势，是制造微小结构阵列的主要方法之一。高质量芯模的制造与成形是实施电铸工艺的前提和基础。电铸加工是目前制备广泛用于纺织印染行业的、具有类喇叭孔形特征的印花圆 (镍)网的主要工艺手段之一。其芯模制备的核心步骤为在金属基底(如铜等)上压轧出微小凹坑；在凹坑中嵌入电绝缘性材料(如感光胶等)；电绝缘材料固化成形后，便形成了导电基底上规则布排有绝缘性圆突起或筋的电铸芯模。但是基于上述步骤的电铸芯模成形工艺，极难制备出高度和布排密度大、形状精度高的微细结构特征(如圆突起或筋等)，从而使得基于这种芯模电铸成形的喇叭形网孔阵列制品普遍存在开孔率低、厚度较薄、孔形结构精度与一致性较差等不足。如果能针对现有喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模制备方法的不足，提供了一种适合于制造具有高排布密度、高形状结构精度、高深宽比的微细蘑菇状结构特征的电铸芯模的制造方法，将大大提高喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，用于制造具有高排布密度、高形状结构精度、高深宽比的微细蘑菇状结构特征的电铸芯模，以便在后续工艺中能电铸制造开孔率高、厚度大、孔形结构精度与一致性高、具有喇叭形孔截面特征的微小孔阵列。—种喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中，具体包括如下步骤(a)将布有镂空的微小孔阵列的石蜡模板与导电基底紧密贴合，在黄光环境中用光刻胶填充石蜡模板上的微小孔阵列；然后，将光刻胶在室温下风干，之后，对贴合在一起的石蜡模板与导电基底进行加热，加热到可以融化石蜡而不影响光刻胶状态的温度，将热融化后的石蜡去除，便在导电基底上面形成微小柱状阵列；(b)用温控系统对导电基底上微小柱状阵列的柱体上端部进行加热并保持第一设定时间，将微小柱状阵列中各柱体顶端以热熔化的方式进行倒圆角，之后，冷却至室温；4(c)将ITO导电玻璃平板电极放置于导电基底上各微小柱体顶端的上方，ITO导电玻璃平板电极设置为与导电基底平行；在ITO导电玻璃平板电极与导电基底之间的间隙充填满甘油，使用温控系统在ITO导电玻璃平板电极侧进行加热，使ITO导电玻璃平板电极与导电基底间隙内的平板侧到基底侧的温度形成从高到低的梯度分布，并保持第二设定时间， 使微小柱状阵列中各个柱体占总高度的1/4 1/3长度的上端部软熔为粘流态，而微小柱状阵列中各个柱体的除前述上端部以下的其余部分仍为固态；(d)将导电基底连接强电场驱动直流电源的正极，将ITO导电玻璃平板电极连接强电场驱动直流电源的负极，使导电基底与ITO导电玻璃平板电极之间形成强电场，微小柱状阵列中各个柱体软熔为粘流态的上端部在所述强电场的电场力作用下发生压缩变形，使各个柱体形成为下端部为直柱状、上端部为外扩的喇叭形的蘑菇状结构，之后，关掉所述的强电场驱动直流电源；(e)将步骤d)中形成的蘑菇状结构的柱体于室温下冷却，使各柱体上软熔为粘流态的上端部硬化，之后，清洗掉甘油，便形成喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中所述光刻胶为SU-8 胶。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中所述光刻胶为聚甲基丙烯酸甲酯。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中所述ITO导电玻璃平板电极与步骤a)中导电基底上微小柱体顶端面之间的间隙范围为0. 2 0. 5mm。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中步骤d)中所述的强电场的电场强度范围为1800 3000V/cm。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中所述的石蜡模板是采用冲孔的方法在薄石蜡平板上冲出微小通孔阵列，以制作出石蜡模板。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中步骤(a)中“对贴合在一起的石蜡模板与导电基底进行加热，加热到可以融化石蜡而不影响光刻胶状态的温度”，所述的“温度”范围为5(T55°C。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中步骤(b)中“用温控系统对导电基底上微小柱状阵列的柱体上端部进行加热并保持第一设定时间”，所述的加热温度为65°C 95°C，第一设定时间为60秒 120秒。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中步骤(C)中所述的 “使用温控系统在ITO导电玻璃平板电极侧进行加热，使ITO导电玻璃平板电极与导电基底间隙内的平板侧到基底侧的温度形成从高到低的梯度分布，并保持第二设定时间”，温控系统控制平板电极保持的温度范围为100°c 150°C，温控系统控制导电基底保持的温度范围为20°C 30°C，第二设定时间为5 10分钟。所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其中所述的石蜡模板厚度为10(Tl000Mffl ；镂空的微小孔阵列中的各微小孔为直径5(Tl000Mffl的直壁圆形通孔，两相邻微小孔孔壁之间的间距不小于lOOMffl。本专利技术采用上述技术方案后将达到如下的技术效果本专利技术的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，采用石蜡模板与导电基底紧密贴合后，在石蜡模板上的微小孔内注入光刻胶并风干，以在导电基底上制出微小柱状阵列，再将微小柱状阵列中各柱体的上端部加热软熔，采用强电场的电场力的作用，将微小柱状阵列中各柱体上端部产生变形，使各个柱体形成为下端部为直壁状、上端部为外扩的喇叭形的蘑菇状结构，冷却、硬化后，即形成喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模，本专利技术方法， 工艺简单，操作简便，可以制造出具有布排密集、高度大的微细柱状阵列特征的芯模，可以在后续工艺中电铸制造出开孔率高、厚度大、孔形结构精度与一致性高、具有喇叭形孔截面特征的微小孔阵列。附图说明图1为填充有光刻胶的微小孔阵列石蜡模板结构示意图； 图2为微小柱体阵列结构示意图； 图3为微小柱体顶面倒圆角后的阵列结构示意图； 图4为微小柱体电场力作用为吸引过程示意图； 图5为粘流态微小柱体受静电力变形原理图； 图6为制备而成的蘑菇状阵列芯模结构示意图； 图7为电铸成形后的喇叭形微小孔阵列结构示意图。图中1 一导电基底，2—石蜡模板，3—微小柱体，4一微小柱体的倒圆角，5—软熔为粘流态部分，6—甘油，7— ITO导电玻璃平板电极，8—电源，9一电场力，10—电铸的网片。具体实施例方式本专利技术的，具体包括如下步骤 (1)用冲孔的方法在薄石蜡平板上冲出微小通孔阵列，以制作出石蜡模板，将石蜡模板与平板状导电基底紧密贴合，在黄光环境中将微小孔阵列填充满光刻胶(如SU-8胶、PMMA本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（ａ）将布有镂空的微小孔阵列的石蜡模板与导电基底紧密贴合，在黄光环境中用光刻胶填充石蜡模板上的微小孔阵列；然后，将光刻胶在室温下风干，之后，对贴合在一起的石蜡模板与导电基底进行加热，加热到可以融化石蜡而不影响光刻胶状态的温度，将热融化后的石蜡去除，便在导电基底上面形成微小柱状阵列；（ｂ）用温控系统对导电基底上微小柱状阵列的柱体上端部进行加热并保持第一设定时间，将微小柱状阵列中各柱体顶端以热熔化的方式进行倒圆角，之后，冷却至室温；（ｃ）将ＩＴＯ导电玻璃平板电极放置于导电基底上各微小柱体顶端的上方， ＩＴＯ导电玻璃平板电极设置为与导电基底平行；在ＩＴＯ导电玻璃平板电极与导电基底之间的间隙充填满甘油，使用温控系统在ＩＴＯ导电玻璃平板电极侧进行加热，使ＩＴＯ导电玻璃平板电极与导电基底间隙内的平板侧到基底侧的温度形成从高到低的梯度分布，并保持第二设定时间，使微小柱状阵列中各个柱体占总高度的１／４～１／３长度的上端部软熔为粘流态，而微小柱状阵列中各个柱体的除前述上端部以下的其余部分仍为固态；（ｄ）将导电基底连接强电场驱动直流电源的正极，将ＩＴＯ导电玻璃平板电极连接强电场驱动直流电源的负极，使导电基底与ＩＴＯ导电玻璃平板电极之间形成强电场，微小柱状阵列中各个柱体软熔为粘流态的上端部在所述强电场的电场力作用下发生压缩变形，使各个柱体形成为下端部为直柱状、上端部为外扩的喇叭形的蘑菇状结构，之后，关掉所述的强电场驱动直流电源；（ｅ）将步骤ｄ）中形成的蘑菇状结构的柱体于室温下冷却，使各柱体上软熔为粘流态的上端部硬化，之后，清洗掉甘油，便形成喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模。...
【技术特征摘要】
1.一种喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤(a)将布有镂空的微小孔阵列的石蜡模板与导电基底紧密贴合，在黄光环境中用光刻胶填充石蜡模板上的微小孔阵列；然后，将光刻胶在室温下风干，之后，对贴合在一起的石蜡模板与导电基底进行加热，加热到可以融化石蜡而不影响光刻胶状态的温度，将热融化后的石蜡去除，便在导电基底上面形成微小柱状阵列；(b)用温控系统对导电基底上微小柱状阵列的柱体上端部进行加热并保持第一设定时间，将微小柱状阵列中各柱体顶端以热熔化的方式进行倒圆角，之后，冷却至室温；(c)将ITO导电玻璃平板电极放置于导电基底上各微小柱体顶端的上方，ITO导电玻璃平板电极设置为与导电基底平行；在ITO导电玻璃平板电极与导电基底之间的间隙充填满甘油，使用温控系统在ITO导电玻璃平板电极侧进行加热，使ITO导电玻璃平板电极与导电基底间隙内的平板侧到基底侧的温度形成从高到低的梯度分布，并保持第二设定时间， 使微小柱状阵列中各个柱体占总高度的1/4 1/3长度的上端部软熔为粘流态，而微小柱状阵列中各个柱体的除前述上端部以下的其余部分仍为固态；(d)将导电基底连接强电场驱动直流电源的正极，将ITO导电玻璃平板电极连接强电场驱动直流电源的负极，使导电基底与ITO导电玻璃平板电极之间形成强电场，微小柱状阵列中各个柱体软熔为粘流态的上端部在所述强电场的电场力作用下发生压缩变形，使各个柱体形成为下端部为直柱状、上端部为外扩的喇叭形的蘑菇状结构，之后，关掉所述的强电场驱动直流电源；(e)将步骤d)中形成的蘑菇状结构的柱体于室温下冷却，使各柱体上软熔为粘流态的上端部硬化，之后，清洗掉甘油，便形成喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模。2.根据权利要求1所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其特征在于所述光刻胶为SU-8胶。3.根据权利要求1所述的喇叭形微小孔阵列电铸成形用芯模的制造方法，其特征在于所述光刻胶为...
【专利技术属性】
技术研发人员：明平美，吕珍斌，王书卿，秦歌，王艳丽，吕文星，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：41
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