平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法
【專利摘要】一種平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法，其作法是：在載玻片(4)上鍍一層蠟片薄膜(3)，并在蠟片薄膜(3)上形成均勻排列的凹槽(2)；將微球(6)逐個置于各個凹槽(2)中，再用玻片(7)將微球(6)壓入蠟片薄膜使所有的微球(6)均接觸到載玻片(3)；將彈性材料片(10)粘接在平整的針尖板(8)上，再涂一層紫外膠(11)。將針尖板(8)的紫外膠面平壓在微球(6)上，同時紫外照射紫外膠，使紫外膠固化，微球(6)粘接在針尖板(8)上；最后將蠟片薄膜融化，取走載玻片(4)，清洗掉微球(6)表面殘留的蠟，即得。該法加工出的多針尖陣列平面度好，各針尖的高度一致；且其制備簡單、成本低、易于實施。
【專利說明】
平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種大面積微加工用的多針尖陣列的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微納米器件廣泛應(yīng)用于先進(jìn)制造、航空航天、軍事、生物技術(shù)、計算機(jī)與通信等領(lǐng)域，而微納米加工技術(shù)作為重要的加工技術(shù)之一，是實現(xiàn)器件功能結(jié)構(gòu)微納米化的基礎(chǔ)。人們借助微納米加工技術(shù)可以設(shè)計和制備具有優(yōu)異性能的微納米材料或微納米結(jié)構(gòu)的器件與裝置，發(fā)展探測和分析納米尺度下的物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的方法和儀器，準(zhǔn)確地表征納米材料或納米結(jié)構(gòu)的物性，探索納米尺度下物質(zhì)運動的新規(guī)律和新現(xiàn)象。而掃描探針技術(shù)作為微納加工的主要技術(shù)之一，在其得到廣泛應(yīng)用的同時，隨著人類科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用需求的提高，也表現(xiàn)出掃描范圍小、掃描速度慢、加工效率低等缺點，其適用范圍已不能滿足需求，開發(fā)一種大面積高效率的微加工方法已成為國內(nèi)外研究的熱點。
[0003]相較于掃描探針技術(shù)中單針尖的加工模式，多針尖并行加工是一種有效的大面積高效率的微加工方式。而對于多針尖并行加工(大面積微加工)用的多針尖陣列多針尖陣列，目前采用較多的制備方法是激光加工和電鍍及刻蝕工藝方法。其缺點是，制備的微針表面較粗糙，所能加工的微針長度受激光散焦限制，同時成本相對較高。此外，倒模的方法也是一種可行的制備多針尖陣列的方法，其制備步驟簡單，成本低廉;但由于在倒模過程中鑲嵌材料在凝固時體積會收縮，且體積會收縮的程度難以保證一致，導(dǎo)致多針尖陣列的平面度難以保證，而大面積微加工用多針尖陣列平面的齊整是大面積微加工(多針尖并行加工)時，保證加工出的微納米孔槽、凸起等結(jié)構(gòu)的一致的關(guān)鍵，因此，急需開發(fā)出能保證多針尖陣列平面度的多針尖陣列制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法，該方法加工出的多針尖陣列平面度好，各針尖的高度一致;且其制備方法簡單、低成本、易于實施。
[0005]本發(fā)明解決其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案為:1.一種平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法，其具體作法是:
[0006]A、在載玻片上鍍一層蠟片薄膜，使用多探針加工設(shè)備在蠟片薄膜上進(jìn)行均勻打點并將蠟片薄膜打穿，在蠟片薄膜上形成均勻排列的圓形的凹槽；
[0007]B、將粒徑相同的微球逐個置于蠟片薄膜上的各個凹槽中，所述的微球的直徑為蠟片薄膜厚度的5-10倍；
[0008]C、用玻片將微球均勻地壓入蠟片薄膜，使所有的微球均接觸到載玻片；
[0009]D、通過K-630特種快固膠將彈性材料片粘接在平整的針尖板上，再在針尖板的彈性材料片表面涂一層紫外膠；
[0010]E、將針尖板的紫外膠表面平壓在蠟片薄膜的微球上，同時用紫外燈照射紫外膠，直至紫外膠固化，微球粘接在針尖板的彈性材料片上；
[0011]F、將針尖板及微球、載玻片一起置于40-50°C的水蒸氣中，待蠟片薄膜融化，取走載玻片，清洗掉微球表面殘留的蠟，即在針尖板上得到大面積微加工用多針尖陣列。
[0012]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013]一、本發(fā)明在針尖板上粘接彈性材料片，在彈性材料片上再用紫外膠固化粘接針尖(微球)且在紫外膠固化粘接過程中，始終有平整的同一載玻片壓在各個針尖(微球)上，在紫外膠固化粘接過程中，位于紫外膠固化收縮程度大的部位的針尖(微球)會在彈性材料片的彈性作用下彈出增高至接觸載玻片，而位于紫外膠固化收縮程度小的部位的針尖(微球)會在的載玻片的壓力作用下壓縮彈性材料片，使該部位的針尖(微球)高度降低至與其它針尖相同；從而實現(xiàn)紫外膠固化粘接過程中各個針尖(微球)高度(平面度)的自補(bǔ)償;保證了最后固化粘接在針尖板上的各個針尖(微球)高度的一致，加工出的多針尖陣列平面度好。避免了通過倒模鑲嵌固定針尖，鑲嵌材料凝固時收縮不一致導(dǎo)致的各個針尖(微球)高度不一致的問題。
[0014]二、本發(fā)明采用的載玻片、微球、彈性材料、特種快固膠、紫外膠等容易購買，價格低。且加工過程中無需對被加工材料表面進(jìn)行特殊處理，也無需采用激光加工、電鍍及刻蝕等工藝及設(shè)備。其制備方法簡單、低成本、易于實施。
[0015]上述的彈性材料片的彈性模量為7-15Mpa厚度為0.1-0.5mm;上述的微球為不銹鋼微球、金剛石微球;上述的蠟片薄膜的厚度為10-20um。
[0016]彈性模量為7-15MPa，厚度為0.1-0.5mm的彈性材料，對多探針陣列高度差的補(bǔ)償效果最好。蠟片薄膜厚度為10-20um，既保證了可以在其上打點定位，同時也保證加工時熔融狀態(tài)下的蠟片對微球(針尖)的污染最小。選用的不銹鋼微球、金剛石微球能滿足加工出的針尖的硬度，同時易于購買、價格低廉，降低了多針尖陣列的制備成本。
[0017]下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明實施例方法的步驟A的示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實施例方法的步驟B的示意圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明實施例方法的步驟C的示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實施例方法的步驟D的示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明實施例方法的步驟E的示意圖。
[0024]圖6是本發(fā)明實施例方法的步驟F的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]實施例一
[0026]圖1-6示出，本發(fā)明的一種【具體實施方式】是，一種平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法，其具體作法是:
[0027]A、在載玻片4上鍍一層蠟片薄膜3，使用多探針加工設(shè)備在蠟片薄膜3上進(jìn)行均勻打點并將蠟片薄膜3打穿，在蠟片薄膜3上形成均勻排列的圓形的凹槽2;參見圖1。
[0028]B、將粒徑相同的微球6逐個置于蠟片薄膜3上的各個凹槽2中，所述的微球6的直徑為蠟片薄膜3厚度的5-10倍;參見圖2。
[0029]C、用玻片7將微球6均勻地壓入蠟片薄膜3，使所有的微球6均接觸到載玻片3;參見圖3。
[0030]D、通過K-630特種快固膠9將彈性材料片10粘接在平整的針尖板8上，再在針尖板8的彈性材料片10表面涂一層紫外膠11;參見圖4。
[0031]E、將針尖板8的紫外膠11表面平壓在蠟片薄膜3的微球6上，同時用紫外燈照射紫外膠11，直至紫外膠11固化，微球6粘接在針尖板8的彈性材料片10上;參見圖5。
[0032]F、將針尖板8及微球6、載玻片4一起置于40_50°C的水蒸氣中，待蠟片薄膜3融化，取走載玻片4，清洗掉微球6表面殘留的蠟，即在針尖板8上得到大面積微加工用多針尖陣列。參見圖6。
[0033]本例的彈性材料片10的彈性模量為7-15Mpa厚度為0.1-0.5mm;所述的微球為不銹鋼微球;蠟片薄膜3的厚度為10-20umo
[0034]實施例二
[0035]本例的操作與實施例一的操作基本相同，不同的僅僅是所述的微球為金剛石微球。
【主權(quán)項】
1.一種平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法，其具體作法是: A、在載玻片(4)上鍍一層蠟片薄膜(3)，使用多探針加工設(shè)備在蠟片薄膜(3)上進(jìn)行均勻打點并將蠟片薄膜(3)打穿，在蠟片薄膜(3)上形成均勻排列的圓形的凹槽(2); B、將粒徑相同的微球(6)逐個置于蠟片薄膜(3)上的各個凹槽(2)中，所述的微球(6)的直徑為蠟片薄膜(3)厚度的5-10倍； C、用玻片(7)將微球(6)均勻地壓入蠟片薄膜(3)，使所有的微球(6)均接觸到載玻片(3)； D、通過K-630特種快固膠(9)將彈性材料片(IO)粘接在平整的針尖板(8)上，再在針尖板(8)的彈性材料片(10)表面涂一層紫外膠(11); E、將針尖板(8)的紫外膠(11)表面平壓在蠟片薄膜(3)的微球(6)上，同時用紫外燈照射紫外膠(11)，直至紫外膠(11)固化，微球(6)粘接在針尖板(8)的彈性材料片(10)上； F、將針尖板(8)及微球(6)、載玻片(4)一起置于40-50°C的水蒸氣中，待蠟片薄膜(3)融化，取走載玻片(4)，清洗掉微球(6)表面殘留的蠟，即在針尖板(8)上得到大面積微加工用多針尖陣列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度自補(bǔ)償?shù)拇竺娣e微加工用多針尖陣列制備方法，其特征在于:所述的彈性材料片(10)的彈性模量為7-15Mpa厚度為0.1-0.5mm;所述的微球為不銹鋼微球、金剛石微球;所述的蠟片薄膜(3)的厚度為10-20um。
【文檔編號】B81C3/00GK105858595SQ201610207578
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】錢林茂, 陳家良, 余丙軍, 張超杰, 金晨寧, 汪洪波, 陳誠
【申請人】西南交通大學(xué)