CN110562911A - 一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法 - Google Patents
一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110562911A CN110562911A CN201910879618.2A CN201910879618A CN110562911A CN 110562911 A CN110562911 A CN 110562911A CN 201910879618 A CN201910879618 A CN 201910879618A CN 110562911 A CN110562911 A CN 110562911A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- supporting layer
- nano
- manufacturing
- bonding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 14
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 3
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
- B81C1/00119—Arrangement of basic structures like cavities or channels, e.g. suitable for microfluidic systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0111—Bulk micromachining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
本发明公开一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法，涉及微纳结构成形技术领域，主要包括以下步骤：1)、在工件表面加工出微纳沟槽结构；2)、对微纳沟槽结构进行涂覆支撑层；3)、将两片涂覆支撑层的工件进行键合；4)、键合完成后去除工件的支撑层。本发明首先在工件表面涂覆光刻胶、软质金属膜等支撑层，通过模压成形工艺实现两片玻璃材料工件的键合，然后对支撑层腐蚀去除，即可加工出微孔；可以实现微纳尺度大深径比微孔的加工，加工效率高，制造成本低，具有极高的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及微纳结构成形技术领域，特别是涉及一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法。
背景技术
近年来,微机电系统在航空航天、环境监控、生物医学等各个领域都有着广泛的应用。微机电系统的内部结构一般在微米级至纳米级,包括大深径比微孔等各种复杂形状微纳结构。玻璃材料具有较高折射率、高抗变形性、低膨胀、高成像质量等特性，在微机电系统领域备受关注。然而目前玻璃等硬脆性材料的微通孔制造技术尚未成熟，无法满足微纳尺度大深径比通孔广泛的应用需求。而传统的加工方法，如微铣削、微钻削等，囿于刀具长度，切削热变形、机床动平衡等自身因素，往往无法加工大深径比微通孔。目前，常见的微孔加工方法有电子束加工和聚焦离子束，即通过高能粒子轰击靶材，造成靶材表面粒子崩坏，从而达到材料的微去除；而电火花加工与飞秒激光加工则是通过小范围高温烧蚀靶材，材料最终被融化而后去除，二者的区别在于材料去除尺寸的不同。
常见的微孔加工方法中电子束加工和聚焦离子束使用条件苛刻、效率低、设备昂贵；电火花腐蚀只能加工导电材料；电火花打孔效率极低、材料局限与导体材料；机械钻孔加工较硬材料困难且深径比小；飞秒激光加工是较为前沿的一种技术，但也存在饱和烧蚀深度这一问题，然而在孔深逐步增加的过程中，形成的碎屑需要更长的时间从孔中飞出，同时随着微孔深度的增加，激光传播至孔底部的能量不断减小，因此，微孔深度增加变缓，最终达到饱和烧蚀深度，微孔深度不再增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，首先在工件表面涂覆光刻胶、软质金属膜等支撑层，通过模压成形工艺实现两片玻璃材料键合，然后对支撑层腐蚀去除，即可加工出微孔；可以实现微纳尺度大深径比微孔的加工，加工效率高，制造成本低，具有极高的应用价值。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法，包括以下步骤：
1)、在工件表面加工出微纳沟槽结构；
2)、对微纳沟槽结构进行涂覆支撑层；
3)、将两片涂覆支撑层的工件进行键合；
4)、键合完成后去除工件的支撑层。
优选的，所述工件采用玻璃材料制成。
优选的，所述步骤1)中微纳沟槽结构为半球形。
优选的，所述微纳沟槽结构利用模压成形工艺加工而成。
优选的，所述步骤2)中支撑层为光刻胶或软质金属膜。
优选的，所述步骤3)中两片涂覆支撑层的工件利用模压成形机进行键合。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过利用支撑层，进行玻璃微纳结构的键合工艺实现了大深径比微通孔的加工；涂覆支撑层可以防止键合时微纳沟槽产生变形，很好的兼顾了形变量与键合强度的关系，保证了微通孔的加工精度；
本发明采用的微纳沟槽尺度为微纳尺度，可以加工微米级与纳米级的通孔，突破了传统方法加工微孔的尺度限制；改变微纳结构的形状，可以加工包括大深径比通孔在内的多种复杂形状的微纳结构；
本发明利用模压成形工艺进行玻璃材料的键合，加工材料不受限制，加工效率高，制造成本低可实现批量制造；
综上所述，本发明所提出的微纳通孔制造工艺，具有加工精度高，效率高、成品一致性好的特点，与其他加工方法相比，解决了极限深度的加工难点，更适合大深径比微通孔的加工，是一种高效低成本的加工方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明利用支撑层的微纳结构成形制造方法的流程图；
其中，1为工件，2为微纳沟槽结构，3为支撑层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，首先在工件表面涂覆光刻胶、软质金属膜等支撑层，通过模压成形工艺实现两片玻璃材料键合，然后对支撑层腐蚀去除，即可加工出微孔；可以实现微纳尺度大深径比微孔的加工，加工效率高，制造成本低，具有极高的应用价值。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法，首先在玻璃材料制成的工件1的表面利用模压成形工艺加工出半球形等形状的微纳沟槽结构2，对微纳沟槽结构2进行涂覆光刻胶或喷涂软质金属膜等支撑层3，防止在键合工艺过程中微纳沟槽结构2产生变形；然后将两片涂覆支撑层的玻璃盖板利用模压成形机通过模压成形工艺进行键合，键合完成后去除工件的支撑层3，完成大深径比微纳通孔的加工。
本实施例可以实现大深径比微孔的加工，微孔尺度可以达到微米级及纳米级；涂覆支撑层可以对原有结构进行支撑保护，防止键合时微纳沟槽产生变形，很好地兼顾了形变量与键合强度的关系，加工效率高，制造成本低，具有极高的应用价值。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、在工件表面加工出微纳沟槽结构；
2)、对微纳沟槽结构进行涂覆支撑层；
3)、将两片涂覆支撑层的工件进行键合；
4)、键合完成后去除工件的支撑层。
2.根据权利要求1所述的利用支撑层的微纳结构成形制造方法，其特征在于：所述工件采用玻璃材料制成。
3.根据权利要求1所述的利用支撑层的微纳结构成形制造方法，其特征在于：所述步骤1)中微纳沟槽结构为半球形。
4.根据权利要求3所述的利用支撑层的微纳结构成形制造方法，其特征在于：所述微纳沟槽结构利用模压成形工艺加工而成。
5.根据权利要求1所述的利用支撑层的微纳结构成形制造方法，其特征在于：所述步骤2)中支撑层为光刻胶或软质金属膜。
6.根据权利要求1所述的利用支撑层的微纳结构成形制造方法，其特征在于：所述步骤3)中两片涂覆支撑层的工件利用模压成形机进行键合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910879618.2A CN110562911A (zh) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | 一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910879618.2A CN110562911A (zh) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | 一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110562911A true CN110562911A (zh) | 2019-12-13 |
Family
ID=68780717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910879618.2A Pending CN110562911A (zh) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | 一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110562911A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113044851A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 北京理工大学 | 制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101382555A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-11 | 厦门大学 | 玻璃微流控芯片的制备方法 |
| US20100014642A1 (en) * | 2008-04-18 | 2010-01-21 | University Of Geneva | Collimator |
| CN103779642A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-05-07 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 三维集成的多层堆叠结构微屏蔽mems滤波器组 |
| CN104064509A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-09-24 | 浙江中纳晶微电子科技有限公司 | 晶圆暂时键合及分离的方法 |
| JP2014202506A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | 日本写真印刷株式会社 | 高アスペクト比流路とその製造方法 |
| CN104821281A (zh) * | 2014-01-30 | 2015-08-05 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件的形成方法 |
| CN105448826A (zh) * | 2014-05-27 | 2016-03-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种晶圆切割方法 |
| CN105668502A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-06-15 | 美新半导体（无锡）有限公司 | 一种带腔体器件的气密封装结构及其制造方法 |
| CN106770854A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 西安交通大学 | 一种高深宽比微型气相色谱柱芯片及其制备方法 |
| WO2019023945A1 (zh) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | 深圳华大基因研究院 | 流道结构器件及其制造方法 |
-
2019
- 2019-09-18 CN CN201910879618.2A patent/CN110562911A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100014642A1 (en) * | 2008-04-18 | 2010-01-21 | University Of Geneva | Collimator |
| CN101382555A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-11 | 厦门大学 | 玻璃微流控芯片的制备方法 |
| JP2014202506A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | 日本写真印刷株式会社 | 高アスペクト比流路とその製造方法 |
| CN103779642A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-05-07 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 三维集成的多层堆叠结构微屏蔽mems滤波器组 |
| CN104821281A (zh) * | 2014-01-30 | 2015-08-05 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件的形成方法 |
| CN105448826A (zh) * | 2014-05-27 | 2016-03-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种晶圆切割方法 |
| CN104064509A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-09-24 | 浙江中纳晶微电子科技有限公司 | 晶圆暂时键合及分离的方法 |
| CN105668502A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-06-15 | 美新半导体（无锡）有限公司 | 一种带腔体器件的气密封装结构及其制造方法 |
| CN106770854A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 西安交通大学 | 一种高深宽比微型气相色谱柱芯片及其制备方法 |
| WO2019023945A1 (zh) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | 深圳华大基因研究院 | 流道结构器件及其制造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113044851A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 北京理工大学 | 制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法 |
| CN113044851B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-10-11 | 北京理工大学 | 制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105618936B (zh) | 一种采用激光刻划玻璃加工方法 | |
| CN103627883B (zh) | 一种用皮秒脉冲激光调控金属表面吸光性能的方法 | |
| CN108817674B (zh) | 一种双光束五轴数控激光抛光方法 | |
| CN105983786B (zh) | 一种采用激光实现玻璃加工的方法 | |
| Shih et al. | A study of electrical discharge grinding using a rotary disk electrode | |
| JP7279263B2 (ja) | レーザー支援材料相変化及び排出微細加工プロセス | |
| CN103394807A (zh) | 利用激光边缘切割提高金属熔覆沉积增材制造精度的方法及装置 | |
| CN104191053A (zh) | 一种微细电解阴极活动模板的制备方法 | |
| Deng et al. | Investigations on laser micromilling of circular micro pin fins for heat sink cooling systems | |
| CN110562911A (zh) | 一种利用支撑层的微纳结构成形制造方法 | |
| Park et al. | Microhole machining on precision CFRP components using electrical discharging machining | |
| CN110814450B (zh) | 一种多材质叠层电极的制备方法 | |
| JP2002533236A (ja) | 薄膜ミクロフィルタの現場での製造 | |
| JP6980320B2 (ja) | ワークのレーザ加工方法及び切削工具の製造方法 | |
| CN108080782A (zh) | 微小孔电解加工电极的侧壁绝缘方法及应用 | |
| CN111822960A (zh) | 一种金属表面微凸起模具的制备方法 | |
| CN111347179A (zh) | 一种紫外激光加工电子设备的透光微孔工艺及系统 | |
| IL225131A (en) | High-density mask for three-dimensional substrates and methods for its preparation | |
| CN102151827A (zh) | 一种高精度的微金属模具快速成型制造方法 | |
| JPS6158450A (ja) | 回転電機用非晶質金属コアの加工方法 | |
| CN113782452B (zh) | 一种高效强化沸腾传热表面的微通道结构设计及制备方法 | |
| CN112756818B (zh) | 一种大深径比微孔高精度高效率的超快激光加工方法 | |
| US20110011227A1 (en) | Method and apparatus for non-rotary holemaking by means of controlled fracturing | |
| JP2022055792A (ja) | 三次元形状造形体の製造方法 | |
| KR102147808B1 (ko) | 선택용융적층법을 이용한 물성평가용 판상시편 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191213 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |