CN114051372A - 一种整流罩凹面金属网栅的制作方法 - Google Patents

一种整流罩凹面金属网栅的制作方法 Download PDF

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古华
梁雪驰
王一坚
李鹏
陈志航
吕一帆
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Abstract

本发明提供一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,解决现有整流罩凹面金属网工艺复杂、设备成本高、工艺参数难控制,存在球面均匀性难保证,涂胶、曝光难的技术问题。包括以下步骤:1)采用酒精和乙醚的混合液浸湿脱脂棉花清洁整流罩凹面;2)将整流罩固定在旋转涂胶机上,用滴管将正性光刻胶滴在整流罩凹面,先手动旋转整流罩,再启动旋转涂胶机旋涂;3)将整流罩放入烘烤箱中烘烤后取出;4)将整流罩安装在同心扫描激光直写曝光设备上,启动对心,开启经纬线刻划;5)将整流罩浸没在显影液中显影50S‑60S;6)将整流罩置于真空室中,用离子源轰击整流罩后,依次蒸镀铬层和金层;7)将丙酮滴至整流罩凹面上,擦洗整流罩,得到整流罩凹面金属网栅。

Description

一种整流罩凹面金属网栅的制作方法
技术领域
本发明属于光学仪器与零件制造技术领域,具体涉及一种整流罩凹面金属网栅的制作方法。
背景技术
随着红外技术与光电对抗技术的不断发展,对红外窗口的雷达隐身性能提出了很高的要求。在整流罩上制备一层既能高效透过红外光,又能屏蔽雷达波的金属网栅,金属网栅具有屏蔽电磁波功能,同时透射红外光和可见光,能够在不影响自身对目标红外识别的同时,有效缩减雷达截面积(Radar Cross Section,RCS),实现飞行器的雷达隐身。与平面光学窗口相比,整流罩具有高矢高,凹面金属网栅制作难度大等特点。
由于涉及到国防领域,国外很少报道在整流罩表面制作金属网栅的方法;国内中国科学院长春光学精密机械与物理研究所冯晓国等人在口径200mm,半径150mm的玻璃凹球面基底上制备100μm周期的金属网栅,线宽精度未知;浙江大学胡内彬利用激光直写装置在凸球面掩模板,然后再利用复制曝光制作凹面金属网栅,但是该技方案中制作的凹面金属网栅口径太小(50mm),工艺复杂、设备成本高、工艺参数难控制,因此存在球面均匀性难保证,涂胶、曝光难的问题。
因此,亟需设计一种能够获得满足要求的整流罩凹面金属网栅的制作方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有整流罩凹面金属网工艺复杂、设备成本高、工艺参数难控制,存在球面均匀性难保证,涂胶、曝光难的技术问题,而提供了一种整流罩凹面金属网栅的制作方法。
为实现上述目的,本发明所提供的技术解决方案是:
一种整流罩凹面金属网栅制作方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
1)采用酒精和乙醚的混合液浸湿脱脂棉花擦拭清洁整流罩凹面,以去除表面杂物、油污和辅料;
2)将步骤1)清洁后的整流罩固定在旋转涂胶机上,凹面朝上,用滴管将正性光刻胶滴在整流罩凹面,先手动旋转整流罩,使正性光刻胶匀满整个整流罩凹面,再启动旋转涂胶机进行自动旋涂;采用先手动再自动的涂胶方式,可保证涂胶的均匀性;
3)将步骤2)凹面涂有光刻胶的整流罩放入烘烤箱中烘烤后取出;
4)将步骤3)烘烤后的整流罩安装在同心扫描激光直写曝光设备上,启动对心,实现转轴交点与零件球心重合;开启经纬线刻划,完成周期性经纬图案的曝光;
5)将步骤4)曝光后的整流罩浸没在显影液中显影50S-60S;
6)将步骤5)显影后的整流罩置于真空室中,用离子源轰击整流罩3~5分钟后,依次蒸镀铬层和金层,待真空室冷却至室温后取出镀有金膜的整流罩;
7)将丙酮滴至步骤6)镀有金膜的整流罩凹面上,并采用丙酮浸湿脱脂棉花擦洗整流罩进行去胶,得到整流罩凹面金属网栅,即整流罩凹面具有周期性金属网栅图案。
由此可见,本发明流程为:清洁-涂胶-烘烤-曝光-显影-镀膜-去胶。
进一步地,步骤1)中,酒精和乙醚的质量比为3-4∶6-7,根据环境湿度调整,湿度大时,增加乙醚用量。
进一步地,步骤2)中,自动旋涂的转速为1000r/s-1500r/s,时间为1-2min。
进一步地,步骤3)中,烘烤温度为80-100℃,时间为20min-30min。
进一步地,步骤5)中,所述显影液采用浓度为4-5‰的NaOH。
进一步地,步骤6)中,所述真空室中抽真空至1×10-3Pa。
进一步地,步骤6)中,蒸镀铬层时的蒸发速率为0.3nm/s,厚度为10nm~20nm,膜层厚度采用晶振法监控;
蒸镀金层采用离子束辅助电子束蒸镀,蒸发速率为1nm/s,厚度为100nm~150nm,膜层厚度采用晶振法监控。
本发明还提供了一种整流罩凹面金属网栅制作方法,其特殊之处在于:采用上述制作方法制作。
本发明的优点是:
1.本发明提供了一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,通过涂胶、烘烤、激光直写曝光、显影、镀膜、去胶的工艺方法实现整流罩凹面金属网栅的制作,采用本方法在整流罩凹面制作的金属网栅周期任意,最细线宽可达5μm,线宽精度±1μm,同时采用本方法节省了掩模板制作成本,避免了接触曝光带来的产品损伤,提高了金属网栅制作的灵活性。
2.本发明方法制作工艺简单,采用常用的设备,工艺参数控制较为容易,且对制作的凹面金属网栅口径没有限制。同时,本发明解决整流罩凹面金属网栅制作涉及的涂胶、曝光难题,实现整流罩电磁屏蔽和雷达隐身。
附图说明
图1实施例1整流罩局部网栅图片。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述:
实施例1
制作曲率R=116mm,矢高为80.5mm的整流罩凹面金属网栅,包括以下步骤:
1)采用质量比为3∶7的酒精和乙醚混合液浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,以去除表面杂物、油污和辅料;
2)将步骤1)清洁后的整流罩固定在旋转涂胶机上,凹面朝上,用滴管将正性光刻胶滴在整流罩凹面,先手动旋转整流罩,使正性光刻胶匀满整个整流罩凹面,再启动旋转涂胶机进行自动旋涂,转速1000r/s,时间2min;
3)将步骤2)凹面涂有光刻胶的整流罩放入烘烤箱中烘烤后取出,烘烤温度80℃,时间30min;
4)将步骤3)烘烤后的整流罩安装在同心扫描激光直写曝光设备上,启动对心,实现转轴交点与零件球心重合;开启经纬线刻划,完成周期性经纬图案的曝光;
5)将步骤4)曝光后的整流罩浸没在浓度为5%的显影液中显影60S;其中,显影液由NaOH和纯水混合配置;
6)将步骤5)显影后的整流罩置于真空室中,抽真空至1×10-3Pa,用离子源轰击整流罩5分钟后;依次蒸镀结合层铬(Cr),蒸发速率为0.3nm/s,膜层厚度采用晶振法监控,厚度为10nm;以及蒸镀金(Au),蒸发速率为1nm/s,膜层厚度采用晶振法监控,厚度为150nm;真空室冷却至室温后取出镀有金膜的整流罩;
7)用滴管滴丙酮至整流罩凹面,采用丙酮浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,整流罩凹面具有周期性金属网栅图案,如图1所示。
实施例2
制作曲率R=132mm,矢高为106mm的整流罩凹面金属网栅,包括以下步骤:
1)采用质量比为4∶6的酒精和乙醚混合液浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,以去除表面杂物、油污和辅料;
2)将步骤1)清洁后的整流罩固定在旋转涂胶机上,凹面朝上,用滴管将正性光刻胶滴在整流罩凹面,先手动旋转整流罩,使正性光刻胶匀满整个整流罩凹面,再启动旋转涂胶机进行自动旋涂,转速1200r/s,时间1min;
3)将步骤2)凹面涂有光刻胶的整流罩放入烘烤箱中烘烤后取出,烘烤温度80℃,时间25min;
4)将步骤3)烘烤后的整流罩安装在同心扫描激光直写曝光设备上,启动对心,实现转轴交点与零件球心重合;开启经纬线刻划,完成周期性经纬图案的曝光;
5)将步骤4)曝光后的整流罩浸没在浓度为5‰的显影液中显影50S;其中,显影液由NaOH和纯水混合配置;
6)将步骤5)显影后的整流罩置于真空室中,抽真空至1×10-3Pa,用离子源轰击整流罩3分钟后;依次蒸镀结合层铬(Cr),蒸发速率为0.3nm/s,膜层厚度采用晶振法监控,厚度为15nm;以及蒸镀金(Au),蒸发速率为1nm/s,膜层厚度采用晶振法监控,厚度为140nm;真空室冷却至室温后取出镀有金膜的整流罩;
7)用滴管滴丙酮至整流罩凹面,采用丙酮浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,整流罩凹面具有周期性金属网栅图案。
实施例3
制作曲率R=125mm,矢高为95.5mm的整流罩凹面金属网栅,包括以下步骤:
1)采用质量比为3∶6的酒精和乙醚混合液浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,以去除表面杂物、油污和辅料;
2)将步骤1)清洁后的整流罩固定在旋转涂胶机上,凹面朝上,用滴管将正性光刻胶滴在整流罩凹面,先手动旋转整流罩,使正性光刻胶匀满整个整流罩凹面,再启动旋转涂胶机进行自动旋涂,转速1500r/s,时间1.5min;
3)将步骤2)凹面涂有光刻胶的整流罩放入烘烤箱中烘烤后取出,烘烤温度100℃,时间20min;
4)将步骤3)烘烤后的整流罩安装在同心扫描激光直写曝光设备上,启动对心,实现转轴交点与零件球心重合;开启经纬线刻划,完成周期性经纬图案的曝光;
5)将步骤4)曝光后的整流罩浸没在浓度为4‰的显影液中显影55S;其中,显影液由NaOH和纯水混合配置;
6)将步骤5)显影后的整流罩置于真空室中,抽真空至1×10-3Pa,用离子源轰击整流罩3分钟后;依次蒸镀结合层铬(Cr),蒸发速率为0.3nm/s,膜层厚度采用晶振法监控,厚度为20nm;以及蒸镀金(Au),蒸发速率为1nm/s,膜层厚度采用晶振法监控,厚度为100nm;真空室冷却至室温后取出镀有金膜的整流罩;
7)用滴管滴丙酮至整流罩凹面,采用丙酮浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,整流罩凹面具有周期性金属网栅图案。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)采用酒精和乙醚的混合液浸湿脱脂棉花擦拭清洁整流罩凹面;
2)将步骤1)清洁后的整流罩固定在旋转涂胶机上,凹面朝上,用滴管将正性光刻胶滴在整流罩凹面,先手动旋转整流罩,使正性光刻胶匀满整个整流罩凹面,再启动旋转涂胶机进行自动旋涂;
3)将步骤2)凹面涂有光刻胶的整流罩放入烘烤箱中烘烤后取出;
4)将步骤3)烘烤后的整流罩安装在同心扫描激光直写曝光设备上,启动对心,实现转轴交点与零件球心重合;开启经纬线刻划,完成周期性经纬图案的曝光;
5)将步骤4)曝光后的整流罩浸没在显影液中显影50S-60S;
6)将步骤5)显影后的整流罩置于真空室中,用离子源轰击整流罩3~5分钟后,依次蒸镀铬层和金层;
7)将丙酮滴至步骤6)镀有金膜的整流罩凹面上,并采用丙酮浸湿脱脂棉花擦洗整流罩,得到整流罩凹面金属网栅。
2.根据权利要求1所述一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于:
步骤1)中,酒精和乙醚的质量比为3-4∶6-7,根据环境湿度调整,湿度大时,增加乙醚用量。
3.根据权利要求1或2所述一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于:
步骤2)中,自动旋涂的转速为1000r/s-1500r/s,时间为1-2min。
4.根据权利要求3所述一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于:
步骤3)中,烘烤温度为80-100℃,时间为20min-30min。
5.根据权利要求4所述一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于:
步骤5)中,所述显影液采用浓度为4-5‰的NaOH。
6.根据权利要求5所述一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于:
步骤6)中,所述真空室中抽真空至1×10-3Pa。
7.根据权利要求6所述一种整流罩凹面金属网栅的制作方法,其特征在于:
步骤6)中,蒸镀铬层时的蒸发速率为0.3nm/s,厚度为10nm~20nm,膜层厚度采用晶振法监控;
蒸镀金层采用离子束辅助电子束蒸镀,蒸发速率为1nm/s,厚度为100nm~150nm,膜层厚度采用晶振法监控。
8.一种整流罩凹面金属网栅,其特征在于:采用权利要求1-7任一所述制作方法制作。
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