超聲改善微電鑄鑄層均勻性研究.pdf

1、隨著MEMS技術的發(fā)展，微型器件的需求量逐漸增多，基于UV-LIGA技術的微電鑄工藝在航空航天、生物醫(yī)藥、電子通訊等領域得到廣泛的應用。在微電鑄過程中，鑄層的不均勻性問題成為限制微電鑄工藝發(fā)展的重要因素之一，嚴重制約著微器件的機械性能和使用需求。本課題主要通過在電鑄過程中施加超聲作用，以研究超聲對鑄層均勻性的影響。分析了鑄層不均勻的機理，為了準確獲得鑄層的厚度分布，提出一種厚度測量方法，通過實驗獲得了超聲改善鑄層均勻性的方法，并對超聲影

2、響鑄層均勻性的機理加以解釋。
　　從陰極表面電流分布的角度分析了遷移電流和擴散電流對馬鞍形形貌的影響，介紹流體摩擦-電泳模型解釋了帽形形貌的形成原因。電鑄后的鑄層表現(xiàn)為何種形貌受到遷移電流、擴散電流以及流體摩擦-電泳現(xiàn)象三者共同的影響。
　　提出一種厚度測量方法——基于電感測微儀的間接厚度測量法，該方法使用電感測微儀進行測量，是一種無損測量方法。使用該方法能夠測量厚度只有幾個微米的鑄層，且測量的絕對誤差小于0.2μm。

3、>　　實驗研究了電鑄過程施加超聲對單個微結構、光柵結構整體以及大面積鑄層均勻性的影響。實驗結果表明:電鑄過程施加超聲能夠將微結構的馬鞍形截面形貌轉變?yōu)槊毙涡蚊?，改善了鑄層的均勻性;超聲無法改變光柵結構整體的厚度分布形貌，但能在一定程度上改善均勻性;對于大面積鑄層的均勻性，超聲對其無改善作用。
　　分析了超聲改善均勻性的機理。超聲對均勻性的改善作用源于其能夠加強陰極表面附近的溶液對流，減小擴散層厚度，從而削弱由于擴散電流而導致的馬鞍