一、材料準(zhǔn)備階段?
1、基材選擇?
常用銅材(紫銅、銅鉻鋯合金)或不銹鋼,厚度通常為0.03~0.7mm,需保證高導(dǎo)熱性(>320W/(m·K))和機(jī)械強(qiáng)度。
材料需經(jīng)退火處理(銅材300~500℃)以改善晶格均勻性,減少蝕刻變形。
2、表面預(yù)處理?
除油:丙酮超聲清洗+酸洗去除氧化層,確保后續(xù)掩膜附著力。
鈍化:鉻酸鹽處理銅表面防止氧化。
二、圖形轉(zhuǎn)移階段?
1、掩膜制作?
涂覆光刻膠:旋涂(3000rpm對(duì)應(yīng)1μm膠層)或噴涂,前烘(80~100℃/1~2min)固化。
曝光顯影:UV曝光(365nm波長(zhǎng),10~30mJ/cm2劑量)后,正膠用NaOH顯影,負(fù)膠保留曝光區(qū)域。
硬烘(120℃)增強(qiáng)掩膜耐蝕性。
2、圖形設(shè)計(jì)?
毛細(xì)通道結(jié)構(gòu)需通過半刻工藝實(shí)現(xiàn),支撐柱區(qū)域需完全保護(hù)。
三、蝕刻加工階段?
1、濕法蝕刻(主流工藝)?
銅材?:FeCl?溶液(40~50℃)或環(huán)保型過硫酸鹽,蝕刻速率1μm/30~60秒。
不銹鋼?:HCl+HNO?混酸(王水)或氯化鐵溶液,需控制側(cè)蝕率<10%。
噴淋壓力與溫度均勻性直接影響蝕刻深度一致性。
2、干法蝕刻(高精度需求)?
等離子體蝕刻(CF?/O?)用于納米級(jí)結(jié)構(gòu),如微溝槽陣列。
四、后處理與組裝?
去膜清洗?
堿液(40~60g/L NaOH,50~80℃)去除光刻膠,氧等離子體灰化殘留。
鈍化處理防止氧化,必要時(shí)電鍍鎳層增強(qiáng)耐腐蝕性。
均溫板組裝?
上下蓋板點(diǎn)膠貼合,內(nèi)置銅網(wǎng)支撐結(jié)構(gòu),真空注水后密封。
高溫?zé)Y(jié)(一次成型)提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,良率可達(dá)95%以上。
五、質(zhì)量控制?
AOI檢測(cè)?:光學(xué)掃描對(duì)比設(shè)計(jì)圖形,識(shí)別蝕刻不均或殘銅缺陷。
氦檢漏?:確保腔體密封性,漏率需<1×10?? Pa·m3/s3。
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