專(zhuān)利名稱(chēng)：制造金屬微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法以及根據(jù)該方法獲得的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)LIGA類(lèi)型的技術(shù)制造金屬微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法。具體地，本發(fā)明涉及一種該類(lèi)型的用于制造較之現(xiàn)有技術(shù)的方法具有更精確和更好控制的尺寸特征的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明還涉及一種經(jīng)由該方法獲得的該類(lèi)型的金屬部件。
背景技術(shù)：
德國(guó)卡爾斯魯核研究中心的W. Ehrfeld在1980年代開(kāi)發(fā)的LIGA (LithographieGalvanik Abformung，光刻電鍍成型)技術(shù)已證實(shí)有利于制造高精度的金屬微觀(guān)結(jié)構(gòu)。LIGA技術(shù)的原理在于，在導(dǎo)電襯底或者涂覆有導(dǎo)電層的襯底上沉積光敏樹(shù)脂層； 借助于同步加速器通過(guò)與期望的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓匹配的掩模執(zhí)行X照射；使光敏樹(shù)脂層的未被照射的部分顯影，即通過(guò)物理或化學(xué)手段移除該部分，以便限定具有微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓的模具；在光敏樹(shù)脂模具中電流沉積金屬，該金屬典型地是鎳，并且隨后移除該模具以釋放該微觀(guān)結(jié)構(gòu)。所獲得的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量十分完美，但是對(duì)實(shí)現(xiàn)昂貴的設(shè)備(同步加速器)的要求使得該技術(shù)不適合具有低的單位成本的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的大量生產(chǎn)。這是基于LIGA方法但是使用UV光敏樹(shù)脂的相似方法已被開(kāi)發(fā)的原因。例如在 A.B. Frazier 等人的題為“Metallic Microstructures Fabricated Using Photosensitive Polyimide Electroplating Molds，，(Journal of Microelectromechanical systems, Vol. 2，N deg. 2，June 1993)的出版物中描述了一種該類(lèi)型的方法，用于通過(guò)在基于光敏聚酰亞胺的模具中電鍍金屬來(lái)制造金屬結(jié)構(gòu)。該方法包括如下步驟
-創(chuàng)建犧牲金屬層和種子層用于后續(xù)的電鍍步驟； -施加光敏聚酰亞胺樹(shù)脂層；
-通過(guò)與期望的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓匹配的掩模使聚酰亞胺樹(shù)脂層暴露于UV輻射下； -通過(guò)溶解使聚酰亞胺層的未被照射的部分顯影以便獲得多個(gè)聚酰亞胺模具； -在該模具的開(kāi)放部分中電流沉積鎳直到所述模具的高度； -使所獲得的金屬結(jié)構(gòu)與襯底分離；以及 -移除聚酰亞胺模具以釋放電鑄金屬部件。因此批量地獲得了電鑄微觀(guān)結(jié)構(gòu)或部件。一旦獲得這些部件，將這些部件分離并且必須將它們結(jié)合回板以便加工和/或研磨到期望的厚度和表面狀態(tài)。這些步驟需要長(zhǎng)的處理時(shí)間并且包括將部件錯(cuò)誤地布置在所述板上的相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在電鑄部件具有小尺寸(典型地是具有小于1毫米的尺寸的部件)的情況下。 這些方法牽涉廢品率并且因此導(dǎo)致生產(chǎn)成本不適合工業(yè)方法的要求。此外，現(xiàn)有技術(shù)的方法需要沉積電鑄材料，該電鑄材料大到足以確保所有部件達(dá)到它們的最小厚度，而與襯底表面處的樹(shù)脂的厚度變化無(wú)關(guān)。這因此導(dǎo)致了電鍍材料的浪費(fèi)。事實(shí)上，所沉積的用于形成模具的樹(shù)脂的厚度變化對(duì)于當(dāng)前的沉積方法(典型地是旋涂或噴涂)是固有的。在這一點(diǎn)上應(yīng)注意，其中形成模具的樹(shù)脂層的不均勻性意味著必須以考慮最大厚度和最小厚度的設(shè)置來(lái)照射樹(shù)脂。這導(dǎo)致了模具平面中的幾何尺寸離差的增加。因此需要一種克服這些缺陷的方法。

發(fā)明內(nèi)容
除其他之外，本發(fā)明的目的在于通過(guò)提供一種用于制造部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法來(lái)克服上述缺陷，這些部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)較之通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得的部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)具有更好控制的和更精確的厚度和表面狀態(tài)。本發(fā)明還涉及一種該類(lèi)型的方法，其從制造時(shí)間和電鍍材料數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面降低了電鑄成本。本發(fā)明的目的還在于改進(jìn)光刻曝光的均勻性并且因此改進(jìn)在同一襯底的表面上生產(chǎn)的部件的幾何均勻性。本發(fā)明的另一目的在于提供一種該類(lèi)型的方法，其實(shí)現(xiàn)起來(lái)是簡(jiǎn)單和廉價(jià)的。因此本發(fā)明涉及一種制造多個(gè)金屬部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟
a)取得導(dǎo)電襯底或涂覆有導(dǎo)電種子層的絕緣襯底；
b)在襯底表面的導(dǎo)電部分上施加光敏樹(shù)脂層；
c)將光敏樹(shù)脂層的表面平整或齊平到期望的厚度和/或表面狀態(tài)；
d)通過(guò)限定期望的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓的掩模照射樹(shù)脂層；
e)使光敏樹(shù)脂層的非聚合區(qū)域溶解以在一些地方顯露襯底的導(dǎo)電表面或者在襯底導(dǎo)電的情況下顯露襯底；
f)從所述導(dǎo)電層電流沉積至少一個(gè)金屬層，以形成基本上達(dá)到光敏樹(shù)脂的上表面的單
元；
g)使樹(shù)脂和電鑄金屬平整或齊平以使樹(shù)脂和電鑄單元達(dá)到同一水平并且由此形成電鑄部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)；
h)使樹(shù)脂層和電鑄部件與襯底分離；以及
i)從在步驟h)結(jié)束時(shí)所獲得的部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)中移除光敏樹(shù)脂層以釋放由此形成的部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)。因此該方法使得能夠在襯底的整個(gè)表面上獲得具有確定的恒定厚度的樹(shù)脂層。這因此呈現(xiàn)具有均勻厚度的樹(shù)脂層，這使得能夠在針對(duì)同一襯底的各個(gè)部件的平面中以均勻的尺寸精度制造模具以及隨后完成的部件。典型地，本發(fā)明的方法對(duì)沉積的樹(shù)脂厚度確保了 +/-2 μ m的精度，而現(xiàn)有技術(shù)的方法限于約+/-30 μ m的精度(旋涂)。此外，在電鑄部件的步驟之前使樹(shù)脂平整或齊平不僅使需要被電鍍上的金屬的數(shù)量限于在早期階段獲得部件之間的橋，如下文將解釋的(節(jié)約時(shí)間)，而且還提供了晶片，即一組通過(guò)材料橋彼此連接的電鑄部件，該晶片在上側(cè)具有規(guī)則得多的厚度，以確保更規(guī)則地結(jié)合到工作板上用于后續(xù)加工操作。在多級(jí)LIGA方法的情況下，使樹(shù)脂平整意味著在整個(gè)襯底上，并且因此在襯底的所有部件上獲得關(guān)于不同級(jí)的厚度的緊公差。根據(jù)本發(fā)明的特征，使用切割工具并且優(yōu)選地經(jīng)由包括由硬金屬、陶瓷、金屬碳化物、金屬氮化物或金剛石制成的切割邊緣部分的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)平整步驟c)。使用這樣的工具執(zhí)行平整步驟防止了可能因研磨或拋光工藝而導(dǎo)致的殘留物污染樹(shù)脂和/或電鑄金屬。此外，使用切割工具的加工對(duì)將被加工的材料(樹(shù)脂或者樹(shù)脂和電鑄部件或者結(jié)合到工作板上的部件)的厚度差異不敏感。根據(jù)本發(fā)明的有利的變化方案，在步驟f)期間，金屬被沉積到超過(guò)模具的高度以延伸到樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)平整的表面上，并由此通過(guò)金屬橋?qū)⑺霾考嗷ミB接以形成晶片，步驟g)被省略，并且在步驟h)之后通過(guò)所述橋相互連接的金屬部件經(jīng)歷如下步驟
j)所述部件通過(guò)其與橋相對(duì)的參考面而固定到工作板；
k)其暴露面被加工到期望的厚度和/或表面狀態(tài)，移除橋，并由此使所述部件彼此釋放出來(lái)；
1)將所述完成的部件從工作板中釋放出來(lái)。根據(jù)該第一變化方案，部件之間的金屬橋
1.使部件能夠被轉(zhuǎn)移到工作板上用于厚度調(diào)整；
2.確保部件在固定到工作板時(shí)被規(guī)則地按壓到工作板上，這減小了完成的厚度尺寸的
離差；
3.確保部件被精確地和規(guī)則地布置以用于任何后續(xù)的額外的加工操作(電腐蝕、細(xì)屑移除加工、金剛石研磨、拋光、裝飾等)。換言之，在LIGA沉積期間形成金屬的過(guò)度生長(zhǎng)以創(chuàng)建所有部件之間的橋并且因此使得能夠處置晶片，這保持了通過(guò)LIGA方法獲得的部件的非常規(guī)則和精確的定位。隨后可以將該晶片固定到工作板。因此可以在利用部件的精確定位的CNC機(jī)器上對(duì)這些部件進(jìn)行機(jī)械加工(可以將標(biāo)記直接電鑄到晶片上)。根據(jù)本發(fā)明的方法在移除電鑄材料的橋之后有利地維持部件的精確的和規(guī)則的布置，以便為商業(yè)生產(chǎn)而通過(guò)加工形成多級(jí)部件，借助于數(shù)控機(jī)器或機(jī)器人來(lái)形成裝飾、形成涂層(有選擇地或者完全地)、形成槽或锪平面、批量裝配等。根據(jù)第二變化方案，省略了布置g)并且在分離步驟h)之后，電鑄部件不再彼此連接，并且這些部件經(jīng)歷如下步驟
m)將轉(zhuǎn)移帶施加到與所述部件的參考面相對(duì)的面； η)所述部件經(jīng)由其與帶相對(duì)的參考面被固定到工作板； ο)對(duì)暴露面進(jìn)行加工以向所述部件提供期望的厚度和/或表面狀態(tài)； P)將所述完成的部件從工作板釋放出來(lái)。根據(jù)第三變化方案，在分離步驟h)之后，電鑄部件不通過(guò)金屬橋，而是通過(guò)樹(shù)脂彼此連接。這些部件隨后經(jīng)歷如下步驟
q)將這些部件通過(guò)其參考面固定到工作板；
r)對(duì)暴露面進(jìn)行加工以向所述部件提供期望的厚度和/或表面狀態(tài)； s)將所述完成的部件從工作板釋放出來(lái)。
根據(jù)本發(fā)明的有利特征，在步驟k)之前，在仍固定到工作板的同時(shí)，使這些部件經(jīng)歷被加工到其厚度的步驟。顯然，上述步驟k)、O)、r)可以通過(guò)切割工具執(zhí)行。本發(fā)明的方法在鐘表機(jī)芯或工具的微機(jī)械部件的制造中找到了特別有利的應(yīng)用。 具體地，這些部件可以選自包括以下的組齒輪、擒縱輪、托板、樞軸式部件、跳簧、平衡彈簧和被動(dòng)部件、凸輪、按鈕、夾頭、模具、心軸、樁和用于電腐蝕的電極。


根據(jù)下文對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將更清楚地顯現(xiàn)，該示例僅通過(guò)參照附圖的非限制性圖示給出，在附圖中
圖Ia至Ih圖示了用于制造多個(gè)齒輪的本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法步驟； 圖加至業(yè)圖示了本發(fā)明的第一變化方案； 圖3a至3k圖示了本發(fā)明的第二變化方案； 圖如至幻圖示了本發(fā)明的第三變化方案。
具體實(shí)施例方式將參照?qǐng)DIa至Ih描述第一實(shí)施例。在本發(fā)明的方法的步驟a)中使用的襯底1例如由硅、玻璃或陶瓷晶片形成，在該襯底上已通過(guò)蒸發(fā)沉積了種子層，即能夠開(kāi)始電鑄反應(yīng)的層。典型地，種子層由鉻層2和金層3的子層形成(圖la)?？商鎿Q地，襯底可以由不銹鋼或另一種能夠開(kāi)始電鑄反應(yīng)的金屬制成。在該情況下，種子層2、3不再是必需的。在不銹鋼襯底的情況下，在使用前清潔襯底。在根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟b)中使用的光敏樹(shù)脂4優(yōu)選地是可獲得自Siell Chemical公司(在參考SU-8下)的八功能環(huán)氧樹(shù)脂型樹(shù)脂和選自三芳基硫鹽的光引發(fā)劑， 諸如美國(guó)專(zhuān)利No. 4，058，401中描述的。該樹(shù)脂能夠通過(guò)UV輻射的作用而聚合。應(yīng)注意， 已被證實(shí)適用于該樹(shù)脂的溶劑是Y-丁內(nèi)酯(GBL)(圖lb)?？商鎿Q地，也可以在存在DNQ (重氮萘醌)光引發(fā)劑的情況下使用苯酚甲醛酚醛型樹(shù)脂。通過(guò)任何適當(dāng)?shù)氖侄?典型地使用旋涂機(jī))將樹(shù)脂4在襯底1上沉積到期望的厚度。典型地，樹(shù)脂厚度介于150 μπι和1 mm之間。依據(jù)期望的厚度和所使用的沉積技術(shù)， 樹(shù)脂4可以被沉積一次或多次?？商鎿Q地，樹(shù)脂4也可以通過(guò)噴涂沉積。樹(shù)脂4隨后被加熱到80和95°之間一段取決于所沉積的厚度的時(shí)長(zhǎng)，以便去除溶齊U。該加熱使樹(shù)脂干燥和硬化。在步驟c)中，襯底被安裝在機(jī)器工具的工作夾具上，在該工作夾具上使硬化的光敏樹(shù)脂層的表面平整到期望的厚度和/或表面狀態(tài)(圖lc)。該平整操作借助于切割工具5 實(shí)現(xiàn)，以防止常規(guī)的磨耗工具的平整化引起的任何殘留物污染樹(shù)脂。應(yīng)注意，該平整化操作優(yōu)選地通過(guò)干法(即，沒(méi)有任何潤(rùn)滑)實(shí)現(xiàn)以防止對(duì)樹(shù)脂的任何化學(xué)污染。典型地，該切割工具是包括硬金屬、陶瓷、金屬碳化物、金屬氮化物或金剛石的切割邊緣部分的工具。在該步驟結(jié)束時(shí)，獲得了涂覆有樹(shù)脂層4的襯底，該樹(shù)脂層的表面優(yōu)選地是平整的并且與襯底平行。樹(shù)脂還具有Ra值小于25nm的表面狀態(tài)或粗糙度以及公差為士2 μ m的期望的厚度。因此獲得的表面狀態(tài)和樹(shù)脂厚度的幾何精度在多級(jí)方法的情況下是特別有利的， 因?yàn)楸砻鏍顟B(tài)確定從所述表面生長(zhǎng)的電流沉積的表面狀態(tài)并且所控制的厚度保證了每個(gè)部件的每一級(jí)的尺寸。圖Id中圖示的下一步驟d)包括通過(guò)掩模6借助于UV輻射照射平整化的樹(shù)脂層， 掩模6限定了期望的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓并且因此限定了絕緣區(qū)域如和非絕緣區(qū)域4b。典型地，該UV輻射從200至1000 mj. cm—2，這是穿過(guò)層的厚度在365 nm的波長(zhǎng)下測(cè)量的。如果適當(dāng)，可能需要使層退火的步驟以完成因UV照射導(dǎo)致的光聚合。該退火步驟優(yōu)選地在90° C和95° C之間執(zhí)行15至30 min。絕緣(光聚合)區(qū)域變得對(duì)大多數(shù)溶劑不敏感。然而，非絕緣區(qū)域隨后將能夠被溶劑所溶解。圖Ie中圖示的下一步驟e)包括使光敏樹(shù)脂層的非絕緣區(qū)域4b顯影以在一些地方顯露襯底1的導(dǎo)電層3。該操作通過(guò)借助于溶劑溶解非絕緣區(qū)域4b來(lái)實(shí)現(xiàn)，該溶劑選自 GBL ( γ-丁內(nèi)酯^nPGMEA (丙二醇甲醚醋酸酯)。因此形成了多個(gè)具有金屬結(jié)構(gòu)的輪廓的絕緣光敏樹(shù)脂模具如。圖If中圖示的下一步驟f)包括從所述導(dǎo)電層3將金屬層電流沉積到模具中以形成多個(gè)單元7p72、73，這些單元達(dá)到并且超過(guò)模具的高度。該背景下的金屬包括金屬合金。典型地，該金屬可以選自包括以下的組鎳、銅、金或銀以及作為合金的銅-金、鎳-鈷、 鎳-鐵、鎳-磷或鎳-鎢。對(duì)于將要電鍍的每種金屬或合金，根據(jù)電鑄領(lǐng)域中公知的技術(shù)選擇電鑄條件， 特別是電浴的組成、系統(tǒng)幾何特征、電流密度和電壓(參見(jiàn)例如Van Nostrand Reinhold Company Inc.，N. Y. USA 在 1984 年出版的 L. J. Durney 編輯的 Electroplating Engineering Handbook 4th Edition 中的 Di Bari G. Α.的 “Electroforming，，)。在圖Ig中圖示的后續(xù)步驟g)中，使電鑄單元與樹(shù)脂層齊平。該步驟可以通過(guò)磨耗和拋光或者利用切割工具的加工來(lái)執(zhí)行以便立即獲得具有平整頂表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，特別地，該頂表面具有適合鐘表工業(yè)的需要的表面狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)高檔的機(jī)芯。圖Ih中圖示的下一步驟h)包括使樹(shù)脂層如和電鍍單元7p72、73與襯底1分離。 一旦該分層操作已被執(zhí)行，則從分層的結(jié)構(gòu)中移除光敏樹(shù)脂層如以釋放由此形成的微觀(guān)結(jié)構(gòu)7^17^為了這樣做，在最終步驟中通過(guò)等離子體蝕刻移除樹(shù)脂。由此釋放的微觀(guān)結(jié)構(gòu)可以被立即使用或者如果必要在適當(dāng)?shù)募庸ぶ笫褂谩，F(xiàn)將參照?qǐng)D加至業(yè)描述本發(fā)明的第一變化方案。在該第一變化方案中，圖加至 2e中圖示的步驟與圖Ia至Ie中描述和圖示的步驟相同。在該第一變化方案中，在步驟f) 期間，在模具中進(jìn)行電流沉積直至形成多個(gè)單元7p72、73，它們達(dá)到并且超過(guò)模具的高度以便延伸到光敏樹(shù)脂如的頂表面上并且形成用于使各個(gè)單元7p72、73彼此連接的金屬橋8 (圖2f)。步驟g)被省略。隨后在分層步驟中使襯底1與包括樹(shù)脂如和電鑄單元7p72、73的組件分離(圖 2g)。樹(shù)脂如隨后被移除以釋放形成晶片9的通過(guò)橋8彼此連接的單元TpU315典型地， 通過(guò)等離子體蝕刻進(jìn)行樹(shù)脂如的移除(圖池)。隨后典型地將晶片9經(jīng)由其與橋相對(duì)的參考面Frtf (即，與襯底1接觸的面)結(jié)合(粘合劑12)到工作板10 (圖2i)。通過(guò)移除橋8以
7形成完成的或半完成的部件，對(duì)暴露的面進(jìn)行加工以使單元7”72、73達(dá)到期望的厚度和/ 或表面狀態(tài)。在該步驟期間，使所述單元7”72、73彼此釋放，但是仍在粘合劑12中保持在精確的、所限定的位置上(圖2i)。在該步驟結(jié)束時(shí)，可以從工作板10釋放出所述獲得的部件并且隨后進(jìn)行清潔(圖 2j)，或者在機(jī)器工具上重新加工以用于批量加工(圖業(yè))。在該階段，這些部件可以經(jīng)歷各種裝飾和/或功能處理，其典型地是物理或化學(xué)沉積?，F(xiàn)將參照?qǐng)D3a至3k描述本發(fā)明的第二變化方案。在該第二變化方案中，圖3a至 3f中圖示的步驟與圖Ia至If中描述和圖示的步驟相同。在該第二變化方案中，步驟g)也被移除并且在步驟f)之后，在分層步驟期間使襯底1與包括樹(shù)脂如和電鑄單元7”72、73的組件分離(圖3g)。樹(shù)脂如隨后被移除以釋放單元7”72、73。典型地，樹(shù)脂的移除通過(guò)等離子體蝕刻實(shí)現(xiàn)(圖池)。電鑄單元7p72、73不再彼此連接。隨后將在框架11上伸展的轉(zhuǎn)移帶施加到與所述單元的參考面Frtf (即與襯底1接觸的面)相對(duì)的面(圖3i)。結(jié)合到轉(zhuǎn)移帶的單元7p72、73隨后典型地經(jīng)由其參考面(即與襯底1接觸的面)結(jié)合到工作板10 (圖3j)。移除框架，留下轉(zhuǎn)移帶。隨后通過(guò)移除轉(zhuǎn)移帶對(duì)單元的暴露表面進(jìn)行加工以形成具有期望的厚度和/或表面狀態(tài)的部件7”72和73。在該步驟期間，所述部件彼此釋放并且從轉(zhuǎn)移帶釋放，但是仍保持在粘合劑12中(圖Ι)。在該步驟結(jié)束時(shí)，將所述部件從工作板10釋放并且隨后對(duì)所述部件進(jìn)行清潔?，F(xiàn)將參照?qǐng)D如至4j描述本發(fā)明的第三變化方案。在該第三變化方案中，圖如至 4f中圖示的步驟與圖Ia至If中描述和圖示的步驟相同。在該第三變化方案中，步驟g)也被省略。該變化方案適用于如下情況，其中包括樹(shù)脂和電鑄單元的組件的粘合不足以允許襯底1上的單元7”72、73的直接加工。在該情況下，在分層步驟中使襯底1與包括樹(shù)脂如和電鑄單元7i、72和73的組件分離(圖4g)。樹(shù)脂-電鑄單元組件隨后經(jīng)由其參考面Frtf (即與襯底1接觸的面)結(jié)合到工作板 10 (圖4h)。隨后對(duì)單元71、72和73的暴露面進(jìn)行加工以形成具有期望的厚度和/或表面狀態(tài)的部件。由樹(shù)脂如和粘合劑12保持這些部件(圖4i)。在該步驟結(jié)束時(shí)，從工作板10釋放所述部件，并且隨后移除樹(shù)脂如以釋放所獲得的部件。典型地，通過(guò)等離子體蝕刻實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的移除(圖4j)。根據(jù)本發(fā)明，還應(yīng)注意，在圖 le、2e、;3e和如中分別圖示的步驟之前，參照?qǐng)DIb至IdJb至2d、;3b至3d以及4b至4d圖示并描述的步驟被重復(fù)至少一次以獲得多級(jí)部件。因此級(jí)數(shù)目不受限制。對(duì)于鐘表應(yīng)用，典型的級(jí)數(shù)目是1至5。在制造多級(jí)樹(shù)脂磨具的情況下，有利的是在步驟ld、2d、3d、4d之后在樹(shù)脂上沉積導(dǎo)電層以允許在后續(xù)步驟lf、2f、3f、4f期間的電鍍材料的規(guī)則生長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1. 一種制造多個(gè)金屬微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a)取得導(dǎo)電襯底或涂覆有導(dǎo)電種子層的絕緣襯底；b)在襯底表面的導(dǎo)電部分上施加光敏樹(shù)脂層；c)將光敏樹(shù)脂層的表面平整到期望的厚度和/或表面狀態(tài)；d)通過(guò)限定期望的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓的掩模照射樹(shù)脂層；e)使光敏樹(shù)脂層的非聚合區(qū)域溶解以在一些地方顯露襯底的導(dǎo)電表面；f)從所述導(dǎo)電層電流沉積至少一個(gè)金屬層，以形成基本上達(dá)到光敏樹(shù)脂的上表面的單元；g)使樹(shù)脂和電鑄金屬平整以使樹(shù)脂和電鑄單元達(dá)到同一水平并且由此形成電鑄部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)；h)使樹(shù)脂層和電鍍部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)與襯底分離；j、n、q)將電鍍部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)通過(guò)其參考面固定到工作板； k、o、r)對(duì)暴露面進(jìn)行加工以向所述面提供期望的厚度和/或表面狀態(tài)；1.P、s)釋放由此形成的部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用切割工具執(zhí)行平整步驟c)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，切割工具是包括由硬金屬、陶瓷、金屬碳化物、金屬氮化物或金剛石制成的切割邊緣部分的工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于-在步驟f)期間，金屬被沉積為超過(guò)模具的高度以延伸到樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)平整的表面上， 以便通過(guò)金屬橋使部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)彼此連接，所述橋位于與所述參考面相對(duì)的面上； -在步驟j)之前，所述方法包括從部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)移除光敏樹(shù)脂層的步驟i)； -在步驟k)期間，移除橋，由此使所述部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)彼此釋放； -通過(guò)與工作板分離來(lái)實(shí)現(xiàn)釋放步驟1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟η)之前，所述方法包括如下步驟i)從部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)移除光敏樹(shù)脂層；m)將轉(zhuǎn)移帶施加到與所述部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)的參考面相對(duì)的面； -在步驟ο)期間，移除轉(zhuǎn)移帶，由此使所述部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)彼此釋放； -通過(guò)與工作板分離來(lái)實(shí)現(xiàn)釋放步驟P)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)與工作板分離和與樹(shù)脂分離來(lái)實(shí)現(xiàn)釋放步驟s)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1、P、s)之前，在仍固定到工作板的同時(shí)，部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷加工到其厚度的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1、P、s)之前，在仍固定到工作板的同時(shí)，部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷物理或化學(xué)沉積的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟e)之前，步驟b)、c)和d)被重復(fù)至少一次以獲得多級(jí)部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造多個(gè)金屬微觀(guān)結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a)獲得導(dǎo)電襯底或涂覆有導(dǎo)電種子層的絕緣襯底；b)在襯底表面的導(dǎo)電部分上施加光敏樹(shù)脂層；c)將光敏樹(shù)脂層的表面平整到期望的厚度和/或表面狀態(tài)；d)通過(guò)限定期望的微觀(guān)結(jié)構(gòu)的輪廓的掩模照射樹(shù)脂層；e)使光敏樹(shù)脂層的非聚合區(qū)域溶解以部分地暴露襯底的導(dǎo)電表面；f)從所述導(dǎo)電層電流沉積至少一個(gè)金屬層，以形成基本上達(dá)到光敏樹(shù)脂的上表面的單元；g)使樹(shù)脂和電鑄金屬平整以使樹(shù)脂和電鑄單元達(dá)到同一水平并且由此形成電鑄部件或微觀(guān)結(jié)構(gòu)；h)使樹(shù)脂層和電鑄部件與襯底分離；以及i)在步驟g)結(jié)束時(shí)從所獲得的結(jié)構(gòu)移除光敏樹(shù)脂層以釋放由此形成的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B81C1/00GK102459713SQ201080025743
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者富辛格 A. 申請(qǐng)人:尼瓦羅克斯-法爾股份公司