CN103575216B - 一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，将清洁后的硅深腔构件(1)作为模具，使用聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)倒入硅深腔构件(1)内进行铸摸，脱模后即得到凸起的具有硅深腔构件内表面形貌特征的聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)，对聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)外部形貌参数进行检测，然后进行反推运算即可得知硅深腔构件(1)内表面的形貌参数，检测过程简单方便，且无需破坏深腔构件(1)，能够有效地降低检测成本。

Description

一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体是一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法。

背景技术

在微机电系统技术领域中，常常需要在构件上制备深几百微米而直径只有几微米的深腔，为保证加工后的深腔满足设计和使用的要求，需要对深腔内表面的尺寸、表面粗糙度以及立体形貌进行检测；由于深腔对光线的调制作用，形成了一个类似黑洞的结构，使得光线无法有效的返回到检测设备的探测器中，因此常用的检测成像系统无法对深腔直接进行检测成像，造成深腔内的表面形貌、尺寸特征等参数检测困难；目前常用的深腔检测手段主要是将带深腔的构件剖开后，用扫描电镜等显微成像系统观察其侧面，进而得到深腔的深度、宽度等尺寸和表面形貌信息；但将深腔构件剖开是一种破坏性的检查方法，且在检测底部是曲面结构的深腔时，因剖开的位置不同，获得的检查结果，特别是深度尺寸，会有较大的误差，且为得到深腔内表面的全面的粗糙度信息，往往需要将带深腔的构件从不同方位进行多次的剖开，检测过程繁琐费时费力，消耗样品多检测成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，该检测方法能够方便地对硅深腔内的表面形貌参数进行检测，无需破坏硅深腔，检测过程简单方便，能够有效地降低检测成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，包括以下步骤,

a)对硅深腔构件的内表面进行清洗去除硅深腔内表面的污物，然后将硅深腔构件的内表面进行改性处理；

b)混合聚二甲基硅氧烷的基质与固化剂，配置聚二甲基硅氧烷铸模材料；

c)将配置好的聚二甲基硅氧烷铸模材料倒入硅深腔构件内，让聚二甲基硅氧烷铸模材料在硅深腔构件顶部自流平，填满硅深腔；之后将填充有聚二甲基硅氧烷铸模材料的硅深腔构件放入真空室中进行脱气处理，让硅深腔构件内的气体充分释放，使聚二甲基硅氧烷铸模材料与硅深腔构件内表面紧密接触；

d)将硅深腔构件放入热板内烘烤，让聚二甲基硅氧烷铸模材料成型；

e)将成型后的聚二甲基硅氧烷铸模材料从硅深腔构件内脱出，得到凸起的具有硅深腔构件内表面形貌的聚二甲基硅氧烷铸模模型；

f)使用显微成像装置对聚二甲基硅氧烷铸模模型的外部形貌参数进行检测；

g)对检测后得到的聚二甲基硅氧烷铸模模型的外部形貌参数进行反推运算，即得到硅深腔构件内表面的形貌参数。

进一步地，使用体积比为3:1的浓硫酸与双氧水的混合溶液对硅深腔构件内表面进行清洗。

进一步地，所述聚二甲基硅氧烷的基质与固化剂的质量比为10:1。

本发明的有益效果是，将带硅深腔的构件作为模具，使用铸模材料进行铸模，脱模后即得到凸起的具有硅深腔构件内表面形貌特征的模型，对模型外部形貌参数进行检测，然后进行反推运算即可得知硅深腔内表面的形貌参数，检测过程简单方便，且无需破坏硅深腔构件，能够有效地降低检测成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明中硅深腔构件的示意图；

图2是本发明中聚二甲基硅氧烷铸模材料填充在硅深腔构件内的示意图；

图3是本发明中聚二甲基硅氧烷铸模材料的成型示意图；

图4是本发明中聚二甲基硅氧烷铸模模型的示意图。

具体实施方式

一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，包括如下步骤：

a)结合图1所示，使用体积比为3:1的浓硫酸与双氧水的混合溶液将硅深腔构件(1)清洗15分钟，去除硅深腔构件(1)内表面的污物；将清洗后的硅深腔构件(1)用去离子水冲洗15分钟，去除混合溶液；然后使用氮气将硅深腔构件(1)吹干；之后将干燥后的硅深腔构件(1)内表面用六氟化硫等离子体在120W的功率下轰击1分钟，对硅深腔构件(1)的内表面表面改性处理，使其易于脱模；

b)在容器中将聚二甲基硅氧烷的基质与固化剂按质量比10：1的比例混合，配置聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)；聚二甲基硅氧烷的基质与固化剂均匀搅拌后放在真空室中反复脱气处理5～8次，之后静置20分钟，去除聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)中的气泡；

c)结合图2所示，将配置好的聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)倒入硅深腔构件(1)内，静置10分钟，让聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)在硅深腔构件(1)顶部自流平，填满硅深腔构件(1)；将填充有聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)的硅深腔构件(1)放入真空室中反复脱气5～8次，静置15分钟，让硅深腔构件(1)内的气体充分释放，使聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)与硅深腔构件(1)内表面紧密接触；

d)结合图3所示，将硅深腔构件(1)放入热板内，在120℃的温度下烘烤20分钟，让聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)成型；

e)结合图4所示，将成型后的聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)从硅深腔构件(1)内脱出，得到凸起的具有硅深腔构件(1)内表面形貌的聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)；

f)使用显微成像装置对聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)的外部形貌参数进行检测；

g)对检测后得到的聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)的外部形貌参数进行反推运算，即得到硅深腔构件(1)内表面的形貌参数。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:

a)对硅深腔构件(1)内表面进行清洗去除硅深腔构件(1)内表面的污物，然后将硅深腔构件(1)内表面进行改性处理；

b)混合聚二甲基硅氧烷的基质与固化剂，配置聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)；

c)将配置好的聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)倒入硅深腔构件(1)内，让聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)在硅深腔构件(1)顶部自流平，填满硅深腔构件(1)；之后将填充有聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)的硅深腔构件(1)放入真空室中进行脱气处理，让硅深腔构件(1)内的气体充分释放，使聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)与硅深腔构件(1)内表面紧密接触；

d)将硅深腔构件(1)放入热板内烘烤，让聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)成型；

e)将成型后的聚二甲基硅氧烷铸模材料(2)从硅深腔构件(1)内脱出，得到凸起的具有硅深腔构件内表面形貌的聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)；

f)使用显微成像装置对聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)的外部形貌参数进行检测；

g)对检测后得到的聚二甲基硅氧烷铸模模型(3)的外部形貌参数进行反推运算，即得到硅深腔构件(1)内表面的形貌参数。

2.根据权利要求1所述的一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，其特征在于，使用体积比为3:1的浓硫酸与双氧水的混合溶液对硅深腔构件(1)内表面进行清洗。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于微机电构件硅深腔的无损检测方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷的基质与固化剂的质量比为10:1。