一种用于LIGA技术的光刻胶膜与基片的复合结构的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于LIGA技术的光刻胶膜与基片的复合结构的制备方法，该方法采用金属丝网作为基片，并通过热压方法将PMMA光刻胶薄片粘接在该金属丝网上。利用本发明，采用金属丝网结构能够有效提供PMMA光刻胶与金属丝网从分相互包裹融合，使同步辐射光刻后的PMMA光刻胶柱子结构牢固地与金属丝网结合，不会发生倒塌和脱落，保证了PMMA光刻胶柱子结构具有非常大的高宽比，从而提高了LIGA技术的研究水平。

说明书

技术领域

本发明涉及属于微纳结构加工技术领域，尤其是一种用于LIGA技术 的具有高结合度的PMMA光刻胶膜与基片的复合结构的制备方法。

背景技术

LIGA技术是德国人发明的，该技术包括同步辐射X射线光刻、电铸 和塑铸三个主要工艺环节。同步辐射X射线光刻获得光刻胶的塑料结构， 然后利用电铸技术将这一光刻胶的塑料结构转换成所需要的最终金属结 构元件，或者电铸成金属注塑模具，塑铸工艺利用电铸得到的金属注塑模 具进行塑料结构元件的制造。

LIGA技术是利用同步辐射光刻技术来制造微金属结构，由于同步辐 射光刻技术具有良好的准直硅和较强的穿透能力，能够获得大高宽比和大 高度的微金属结构，是目前微加工技术最为有效的一种微金属结构制造方 法。要将同步辐射光刻的优势发挥出来，LIGA技术所使用的PMMA光刻 胶的制备技术是一个关键，通过利用金属丝网，能够保证LIGA技术光刻 胶结构能够不倾倒和脱落，从而实现LIGA技术大高宽比金属结构的制造。

LIGA技术是制造微金属结构的一种非常有效和高精度的微加工方法， 其中同步辐射X射线光刻技术使用PMMA作为光刻胶，PMMA光刻胶通 常涂覆在钛片等基片表面上，形成PMMA光刻胶膜与基片的复合结构， 基片作为电铸的导电材料。

PMMA光刻胶在基片上的涂覆方法包括滩涂和粘接二种方法，滩涂是 将PMMA溶解，形成胶状物倒在基片表面，然后将PMMA胶状物烘干， 通过控制PMMA胶状物的滩涂量得到所需要厚度的PMMA光刻胶膜。粘 接是先将PMMA预先制成所需要厚度的薄片，通过粘接剂将PMMA薄片 与基片表面粘接起来，得到所需要厚度的PMMA光刻胶膜。

LIGA技术需要利用同步辐射X射线光刻来获得PMMA光刻胶结构 图形，而这一PMMA光刻胶结构图形具有很高的光刻胶柱子结构，这一 光刻胶柱子结构具有很大的高宽比，是衡量LIGA技术水平的重要指标。 在上述PMMA光刻胶膜与基片的复合结构中，PMMA光刻胶柱子结构只 能与钛等金属基片的表面接触粘连，粘接面积有限，严重影响了PMMA 光刻胶柱子结构与金属表面的结合力，致使大高宽比的PMMA光刻胶柱 子结构倒塌或脱落。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于LIGA技术的具有高 结合度的PMMA光刻胶膜与基片的复合结构的制备方法，以提高PMMA 光刻胶膜与基片的结合度，使同步辐射光刻后的PMMA光刻胶柱子结构 牢固地与基片结合，不会发生倒塌和脱落，进而保证PMMA光刻胶柱子 结构具有非常大的高宽比，提高LIGA技术的研究水平。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种用于LIGA技术的光刻胶膜与基 片的复合结构的制备方法，该方法采用金属丝网作为基片，并通过热压方 法将PMMA光刻胶薄片粘接在该金属丝网上。

上述方案中，所述金属丝网采用的材料为不锈钢、钛或铜，并通过编 织形成所要的金属丝网。所述金属丝网的金属丝直径为5-100微米，间距 为500-100目。

上述方案中，所述PMMA光刻胶薄片是选用不同厚度的PMMA光刻 胶薄片，在热压条件下将该PMMA光刻胶薄片融化压制在金属丝网上。

上述方案中，所述热压温度在PMMA光刻胶的软化点附近，温度范 围110-180℃。

上述方案中，所述热压压力选用重物和压力机提供，压强范围0.5-10 公斤/平方厘米。

上述方案中，所述金属丝网作为电铸的导电材料。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的用于LIGA技术的具有高结合度的PMMA光刻胶膜 与基片的复合结构的制备方法，采用金属丝网代替钛片等金属基片作为基 片，并通过热压方法将PMMA光刻胶薄片粘接在金属丝网上，金属丝网 代替传统的钛片等金属基片将作为电铸的导电材料。在这一过程中， PMMA光刻胶透过金属丝网缝隙，能够与金属丝网完全融合在一起，使得 PMMA光刻胶非常牢固粘附在金属丝网上。

2、本发明提供的用于LIGA技术的具有高结合度的PMMA光刻胶膜 与基片的复合结构的制备方法，采用金属丝网结构能够有效提供PMMA 光刻胶与金属丝网从分相互包裹融合，使同步辐射光刻后的PMMA光刻 胶柱子结构牢固地与金属丝网结合，不会发生倒塌和脱落，保证了PMMA 光刻胶柱子结构具有非常大的高宽比，从而提高了LIGA技术的研究水平。

附图说明

图1是依照本发明实施例的制备用于LIGA技术的光刻胶膜与基片的 复合结构的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种用于LIGA技术的光刻胶膜与基片的复合结构的制 备方法，该方法采用金属丝网作为基片，并通过热压方法将PMMA光刻 胶薄片粘接在该金属丝网上。

其中，金属丝网作为电铸的导电材料，采用的材料为不锈钢、钛或铜 等金属丝，并通过编织形成所要的金属丝网。该金属丝网的金属丝直径为 5-100微米，间距为500-100目。根据LIGA技术的PMMA光刻胶结构尺 寸大小选择不同的丝网直径和间距，对于尺寸小的PMMA光刻胶结构柱 子，需要细的金属丝和高目数的小间距丝网。

PMMA光刻胶薄片是选用不同厚度的PMMA光刻胶薄片，在热压条 件下将该PMMA光刻胶薄片融化压制在金属丝网上。热压温度在PMMA 光刻胶的软化点附近，温度范围110-180℃，具体需要结合所选的PMMA 光刻胶的种类所具有的软化温度。热压压力选用重物和压力机提供，压强 范围0.5-10公斤/平方厘米。金属丝网作为电铸的导电材料。

实施例

如图1所示，图1是依照本发明实施例的制备用于LIGA技术的光刻 胶膜与基片的复合结构的方法流程图，该方法包括：

步骤1：将500目不锈钢丝网和1毫米厚PMMA光刻胶薄片超声波清 洗，电吹风吹干。

步骤2：将5毫米厚不锈钢平板垫板水平放置在烘箱内，并将聚四氟 乙烯薄膜平整放置在其表面上。

步骤3：将1毫米厚PMMA光刻胶薄片放置在聚四氟薄膜上，并在 PMMA薄片上面放置金属丝网。

步骤4：在金属丝网上上放置聚四氟乙烯薄膜，并在聚四氟乙烯薄膜 上加盖5毫米厚不锈钢薄板盖板；聚四氟薄膜防止PMMA光刻胶融化时 透过不锈钢丝网与不锈钢平板垫板粘连，以及与不锈钢薄板盖板粘连。

步骤5：在不锈钢薄板盖板上放置10公斤铅砖重物。

步骤6：将烘箱温度设定在160℃，待烘箱温度达到160℃时保温10 小时，使PMMA光刻胶能够慢慢熔化后透过金属丝网并与金属丝网完全 粘连，然后关闭烘箱降温到室温。

步骤7：卸掉铅砖重物，不锈钢平板盖板，以及聚四氟薄膜，将带有 金属丝网的PMMA光刻胶薄片取出，从而完成了一种用于LIGA技术的 光刻胶膜与基片的复合结构的制备。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而 已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。