RU1788095C - Гальванопластический способ изготовлени многослойных матриц дл прецизионных сит - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : на пластину из нержавеющей стали последовательно осаждают слои никел , меди и никел  и дополнительно нанос т слой хрома и никел , равный толщине сита с последующим травлением через фотолитографическую маску до первого сло  никел . После чего пблученные лунки заполн ют диэлектриком, а дополнительный слой никел  удал ют до сло  хрома. 1 ил.. -

Description

Изобретение относитс  к машиностроению в частности к способам гальванического осаждени  металла,

В машиностроении используют следующий способ изготовлени  сеток, заключающийс  в электроосаждении металла (материала сетки) на гравированную и металлизированную матрицу-катод. Дл  этого матрицу из органического или другого специального стекла гравируют в двух взаимно перпендикул рных направлени х с помощью специального устройства. После гравировки матрицу металлизируют.

Дл  получени  никелевых сеток, размером 135 мм и шагом гравировки 50,80 и 130 мкм с толщиной около 1.0 мкм используют сульфатный электролит ( - 330 г/л, NICI2 - 45 г/л, НзВОз - 38 г/л) с добавками (0,5-1,0 г/л) сахарина, 1,4 - бутиндиола, па- ротолуолсульфамида, снижающими внутренние напр жени . При катодной плотности тока 0,8 А/дм из электролита с указанными добавками получают высокопрочные сетки, которые после отжига в водороде при температуре 480°С в течение 20

мин имеют предел прочности на разрыв 0,73-0,78 ГПа. Абсолютное, значение оптической прозрачности изгдтавлййаёмШ сеток составл ет 50-53%.

Однако данный способ имеет р д недостатков . Матрицу-катод изготавливают из орг- стекла, которое как правило, после длительного использовани  деформируетс , а, следовательно, тер ет свои геометрические размеры, что приводит к искажению формы и размеров отверстий сеток.

Необходимость использовани  специального оборудовани  дл  гравировки.

Использование специальных органических добавок и невысоких плотностей тока,

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ изготовлени  сеток- ножей дл  бритв. В качестве матриц при изготовлении сеток-ножей используютс  листы коррозионно-стойкой холоднокзтан- ной полированной стали марки 10Х1АГ. На рабочую поверхность пластины нанос т последовательно первый слой Ni толщиной 1 мкм, слой меди толщиной 250 мкм, второй

ел С

vi

00

00

о

О

ел

слой NI толщиной 25 мкм. Первый слой NI, осаждаемый на поверхность матрицы выполн ет роль подсло , обеспечивающего хорошую адгезию последующего сло  меди. Медный и второй слой N обеспечивают пол- учение четкого контура отверстий при последующих операци х. На матрицу нанос т, фоторезист и экспонируют рисунок. Затем ее погружают в травильный раствор (хлорное железо) на две минуты. Полученные лун- ки глубиной 0,08-0,10 мм заполн ют диэлектриком. После шлифовки поверхности матрицы и обезжиривани  производ т осаждение на перемычки сло  меди толщиной 5 мкм, никел  -4,5 мкм и хрома 0,5 мкм, Суммарна  толщина этого покрыти  составл ет 10 мкм и обеспечивает образование режущих кромок сеток. Готовые сетки отдел ют от матрицы. Матрицы используютс  многократно, дл  получени  с каждой до 80-100 сьемов. ... ; . ; . .

Однако известный способ имеет следующие недостатки. : :; ;.

Невозможность получени  заданной формы отверстий при толщине 100 мкм.

Отсутствует контроль за процессом формировани  отверстий сита.

Целью предложенного способа  вл етс  повышение точности формы и размеров отверстий прецизионных сит.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в качестве матриц при изготовлении прецизионных сит используетс  нержавеюща  сталь, на рабочую поверхность которой нанос т слой никел  толщиной 1...1,5 мкм, слой меди 250 мкм второй слой никел  толщиной 10 мкм, а на него слой хрома толщиной 0,5 мкм и после этого на всю эту матрицу нанос т слой никел , равный толщине сита. Далее на матрицу нанос т слой фоторезиста и получают рисунок. Затем ее погружают в травильной раствор (FeCIs) дл  стравливани  через фотолитографическую маску слоев Ni, Gr, NI и Си до первого сло  NI. Полученные лунки заполн ют жидким диэлектриком, который впоследствии от- верждают. Полученную матрицу шлифуют, а затем стравливают дополнительный слой никел , равный толщине сита до сло  хрома. Известны технические решени , в которых верхний слой никел  не стравливают, т.о. полученные сита имеют острые кромки, а также повышенную конусность  чеек, что п свою очередь не позвол ет получить требуемые точность размеров и формы  чеек си- та, которые достигаютс  в за вл емом решении.

На п редставл ена заготовка матрицы дл  производства прецизионного си 1,ч и пор док формировани  диэлектрических столбиков, состо ща  из: 1 - нержавеюща  сталь,.2 - слой никел , 3 - слой меди толчциной 250 мкм, 4 - слой никел  толщиной 10 мкм, 5-слойхрома, 6 -дополнительный слой никел , равный толщине сита, 7 - слой фоторезиста, 8 - диэлектрик.

Предлагаемый способ изготовлени  многослойных матриц дл  прецизионных сит реализованы следующим образом.

На пластину из нержавеющей стали толщиной 2-4 мм нанос т слой никел  толщиной 1-1,5 мкм, выполн ющий роль подсло , обеспечивающего хорошую адгезию последующего сло  меди, нанесенную на слой никел , затем на слой меди толщиной до 250 мкм, гальваническим осаждением нанос т слой никел , толщиной 1-1,5 мкм, в стационарной ванне при плотности тока 10-50 мА/см . После этого, нанос т слой хрома 0,5 мкм дл  защиты от последующего растрав- ливани  сло  никел , который осаждают также в стационарной ванне из стандартного электролита (N iSO-r-320 г/л, г/л, НзВОз-38 г/л) при плотности тока, равной 10-50 мА/см .Толщина сло  хрома выбрана 0,5 мкм, так как при толщине 0,3 мкм происходит частичный протрав сло  никел , а при 0,7 мкм увеличиваетс  врем  осаждени  хрома, что приводит к снижению производительности .

Слой никел  осаждают до тех пор пока он не будет равен толщине будущего сита (в рассматриваемом случае толщина сита составл ет 100 мкм, диаметр отверстий 0,525+ 0,025 мм, рассто ние между центрами отверстий 0,8 мм).

Далее на сформированные слой с помощью ламинатора накатывают слой фоторезиста марки СПФ-В Щ или др. и экспонируют рисунок с помощью установки дл  экспонировани . Затем матрицу погружают в травильный раствор (например, 10% NaOH). Вынимают, тщательно промывают проточной, а затем дистиллированной водой . Далее просушивают теплым воздухом. Полученные лунки заполн ют жидким диэлектриком эпоксидный компаунд (вакуумна  пропитка). После этого диэлектрик отверждают и полученные столбики под- шлифовуют. Затем химически стравливают слой никел  (например, раствором следующего состава РеС1з - 150 г/л) на толщину. равную толщине сита, до сло  хрома. Матрицы используютс  многократно.

Claims (1)

1. Использование предлагаемого гальванопластического способа изготовлени  многослойных матриц дл  прецизионных сит за счет образовани  данных столбиком повышает точность формы и размеров отверстий прецизионных сит на 75-85%, по сравнению с известными способами. Формула изобретени  Гальванопластический способ изготовлени  многослойных матриц дл  прецизионных сит включающий электроосаждение на пластину из нержавеющей стали последовательно слоев никел , меди и никел  с последующим травлением через фотолитографическую маску, отличающий с   тем, что, с целью повышени  точности формы и размеров отверстий прецизионных сит, дополнительно нанос т слой хрома и слой никел , равный толщине сита, а травление через фотолитографическую маску ведут до первого сло  никел , полученные лунки заполн ют диэлектриком, после чего дополнительный слой никел  удал ют до сло  хрома.

   :- 6

   а/ гальваническое осажае- ие слоев под заготовку ;.«триин

   3 S55|

   7

   6/ формирование фотолитографической маски

   SZZZZ 4

   в/ химчческое травление через отолитогра }лческую каску

   г/ вакуумчое заполнение полостей тллккм диэлектриком