惠州升降车   ＭＥＭＳ技术是从集成电路技术中发展而来，因此集成电路加工技术是ＭＥＭＳ基础加工技术之一  惠州升降车, 惠州升降车公司, 惠州升降车租赁   在常规光刻机上利用深紫外光对厚胶或光敏聚醜乙胺光刻，形成电铸模，利用电铸和牺牲层等工艺，由此获得固定的或可动的金属微结构。整个工艺主要包括两个部分：一是获得高深宽比胶膜图形的光刻工艺，二是电铸工艺。 给出了ＵＶ－ＬＩＧＡ技术加工工艺流程。首先在基板上瓣射导电种子层并在种子层上甩上光刻胶，利用掩膜板并使用紫外线进行光刻获得Ｈ维光刻胶结构，然后在光刻胶结构空腔内电铸金属，最后去胶后便得到金属微结构。为了实现较厚的金属结构，通常有两种方法，第一种是进行涂胶，烘干，再涂胶，烘干，的重复涂胶法。第二种方法是选用特殊的光刻胶，比较流行的是ＳＵ－８光刻胶，这种胶可以涂敷得很厚，可达几百甚至上千微米，是一种极有前途的光刻胶。利用ＵＶ－ＬＩＧＡ加工技术可以制成镜，金，银，铜等金属结构，厚度能达到几百个微米。还可以利用牺牲层技术释放金属结构，制成悬空可动的部件，如：微马达，微齿轮等。本文所设计开关采用ＵＶ－ＬＩＧＡ技术加工，该方法可以—次性成型开关结构，无需装配。但由于加工工艺限制，开关不能一次性在娃基板上加工成型，需要先借助不绣钢板作为基板，待开关成型后将开关从不诱钢基板上取下并固定在绝缘基板上。为了避免开关在移动过程中各部件之间发生较大的相对位置偏差，在开关加工前需要先设计开关连接条结构，保证开关在加工时所有部件为一个整体。开关添加连接条结构后的整体结构图示，其中蓝色部分为连接条结构，主要起固定开关各部件并保证各部件之间的相对位置，但是连接条结构的设计使得开关的四个径向电极和一个轴向电极连为一体，因此在开关整体加工完成之后，封装前要对开关电极的连接条结构进行切割，使得各个电极之间互相分离。具体操作在封装部分再做详细介绍。

       采用ＵＶ－ＬＩＧＡ工艺对开关结构的加工是通过分层加工来实现的。因为多层结构层间粘合强度不稳定以及去除ＳＵ－８胶相对困难，均会增加开关的加王失效率，所Ｗ工艺上要求结构分层越少越好。因此在设计开关结构时，合理安排支撑弹黃与径向电极的空间位置与结构尺寸很有必要，本文通过调整质量块的平面尺寸（内、外径等参数）的大小使得质量块厚度正等于支撑萍黃厚度与径向电极的厚度之和，因此质量块分两层加工即可完成。开关结构共分六层加工实现。第一层厚度为２０mｍ，主要对开关底部连接条进行加工；第二层厚度为４０mm，主要为了控制质量块与基底的距离；第兰层厚度为８０mｍ，主要加工质量块及支撑弹黃；第四层厚度为４０mm，主要对质量块的剩余部分以及径向电极的加工；第五层厚度为６５片ｍ，主要为了控制质量块与轴向电极的间隙；第六层厚度为２０mm，为开关轴向电极的加工。６层加工结构。本文主要利用ＵＶ－ＬＩＧＡ技术和ＳＵ－８胶牺牲层技术在不绣钢基底上加工制作ＭＥＭＳ万向惯性开关。通过６次光刻和６次电铸工艺制作开关的各层结构，三次瓣射铜作为种子层Ｗ支撑和释放质量块、电极等悬浮结构。详细的制作王艺过程，６层结构每一层结构的加工均是通过制作掩膜版，甩涂光刻胶，光刻显影，最后电铸成型等工艺制作完成。但是电铸工艺的实施条件必须要求要加王层的基底材料必须为导电金属，因此第１、２和５层的加工是在前一层作为基底的基础上来完成，而第３、４和６层因为要加工的结构平面超出前一层结构平面范围，不能前一层作为基底直接电铸，所Ｗ在第３、４和６层加工前均有一次漉射种子层工艺操作。在所有层结构加工电铸完成Ｗ后需要将样机放在３５０°－４００°的退火炉中退火处理２．５小时，以减小加王后材料内部残余应力，细化晶格，稳定结构尺寸。最后在煮沸的浓硫酸中进行去除ＳＵ－８胶处理。去胶后的样机。开关的质量块、弹黃、径向电极和轴向电极等部件已被完整加工出来，轮廓清晰，外观边缘完整且整洁，ＳＵ－８胶己被完全去除。样机的整体外形没有明显变形，后期将采用合适的工艺对开关结构进行封装。

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      加工误差分析, ＭＥＭＳ开关的性能与开关结构加工尺寸有密切的联系，加工误差过大将会导致所设计开关的性能严重下降，甚至会导致开关达不到所设计的功能，所以在ＭＥＭＳ万向惯性开关的加工过程中，一定要减少加工误差。为了减少加工误差对ＭＥＭＳ开关的影响，本文在设计掩膜版时采用线宽补偿的办法，Ｗ弥补加工过程中因曝光、胶溶、腐蚀等引起的开关结构参数偏小的缺陷。前期开关弹黃线宽在加工工艺设计中采取线宽补偿１２｜ａｍ，给出了设计尺寸、可看出当掩膜图形线宽补偿为１２ms时，开关的结构尺寸，如支撑弹黃线宽径向电极悬臂梁最小线宽、径向电极悬臂梁最大线宽结构尺寸分别偏大２．６Ｍｍ，因此在本文开关加工时将掩膜图形线宽补偿尺寸变为ｌＯｕｍ，以减少加工尺寸与设计尺寸的误差。对加工完成后开关主要尺寸进行测量： 可以看出ＭＥＭＳ开关加工误差仍然存在，并且误差呈现出一定的规律：实体尺寸偏大，间隙尺寸偏小。即开关的结构尺寸（比如弹黃线宽、径向电极线宽等实体结构）的实际加工尺寸比设计尺寸偏大，相对误差均为正值，而间隙尺寸（开关径向间隙、弹黃转弯直径等间隙尺寸）的实际加工尺寸比设计尺寸偏小，相对误差均为负值。其中关键参数中支撑弹資线宽公和径向电极的线宽度１加工误差较大，相对误差值分别达到＋９．４％和＋１０．２％；支撑弹資转弯直径误差为－５．０％；径向间隙和弹資厚度误差较小相对误差值分别为－３．２％和＋２．３％。各测量参数的最大的标准差为３．Ｍｍ，说明各测量参数比较稳定且集中。采用ＵＶ－ＬＩＧＡ工艺制作的ＭＥＭＳ开关，从工艺角度来分析其误差来源，可知误差可识别載荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关设计主要来自以下三个方面：

    （１）曝光误差, 曝光误差是曝光时由于紫外光照射的不准确引起的误差。曝光误差在制作开关各层结构过程中均会出现，本文曝光时均采用接触式曝光，但由于在甩ＳＵ－８胶过程中存在＂边珠效应＂，使得胶膜的边缘区域厚度比中必区域厚，因此造成掩膜版与中心、区域ＳＵ－８胶之间存在一定的间隙，并随着胶膜厚度的增加而增大，因此即便采用接触式曝光也不能避免掩膜版与ＳＵ－８胶中间的间隙。另一方面在使用紫外线进行曝光时，由于光波较长，因此衍射现象比较明显。紫外光的衍射现象的存在，在加工时对光刻尺寸精度的影响很大。经数值计算可得线宽尺寸误差量随着掩膜版与光刻胶之间的间隙量的增大而增大，且随着ＳＵ－８胶厚度方向逐渐增大。图５．６是曝光后掩模图形尺寸与光刻胶实际成像尺寸之间的误差示意图。 光刻胶与掩膜版之间的间隙误差和紫外线的衍射现象都会导致掩膜图形尺寸与实际成像尺寸的不一致，并且使得结构间隙尺寸存在负偏差，而实体尺寸出现正偏差，这便与测量结果有了较好的吻合。

   （２）ＳＵ－８胶溶胀误差, ＳＵ－８胶溶胀是指在显影、电铸等过程中，溶剂分子会渗入Ｓ８胶中，造成ＳＵ－８胶尺寸变化的现象。溶胀问题会造成电铸出的结构尺寸小于掩模图形的设计尺寸，产生结构实体尺寸负偏差，而且微器件的侧壁呈现倾斜状态。文献Ｗ提到，在使用＾壬１６人工艺制作金属镇模具过程中，图形设计的线宽为９０．７mm，但是在电铸过程中由于光刻胶的溶胀使得模具结构加工出来的最终线宽只有７５．９mｍ。

  （３）腐烛误差, 开关加工时采用湿式化学去胶法除去ＳＵ－８胶，即在煮沸的浓硫酸中去除ＳＵ－８胶。虽然金属镶具有耐酸碱的特性，但在利用强酸去除ＳＵ－８光刻胶的同时仍会对金属镇结构有一定的腐蚀作用，导致实际结构实体尺寸出现负偏差。此外ＳＵ－８胶结构分布的不均匀性也为去胶带了较大的困难，长时间的腐蚀去胶势必带来更大的尺寸偏差。因为腐蚀误差较难控制，一般根据腐蚀时间的长短来给出一定的尺寸补偿，Ｗ保证加工制作的结构尺寸偏差不至于过大。

        综上所述，开关在加工过程中会因为曝光，溶胀和腐蚀等问题出现各种误差，其中曝光误差一般会引起开关结构实体尺寸正偏差，而溶胀和腐蚀误差则会引起结构实体尺寸的负偏差。因此我们需要根据误差产生的机理提出相应的工艺改进措施。针对曝光误差我们尽量减小掩膜版与光刻胶之间的间隙，比如采用硬接触曝光等方式；为了减小溶胀误差，可以降低电铸时的温度，减少ＳＵ－８胶的热膨胀；针对腐蚀误差可以在结构设计时尽量减少胶膜的不均匀性，并根据经验确定适当的尺寸补偿，弥补结构尺寸的腐蚀量。在误差分析中可看出，支撑弹黃和径向电极线宽均有较大的误差，这些尺寸误差将对开关的性能产生较大的影响。利用有限元仿真的方法分析结构尺寸误差对开关的阔值的影响。  支撑弹黃的线宽公、厚度打、转弯直径0均对开关阀值有较大的影响。其中支撑弹黃线宽５和厚度好与开关阔值呈正相关，而支撑弹黃转弯直径0与开关阀值呈负相关。开关Ｘ／Ｙ轴阔值与开关径向间隙ｒ，Ｚ轴阔值与开关轴向间隙呈线性正相关。

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