[發明專利]一種微型金屬鎳模具制作方法無效

申請號：	200710115315.0	申請日：	2007-12-11
公開（公告）號：	CN101205054A	公開（公告）日：	2008-06-25
發明（設計）人：	蘭紅波	申請（專利權）人：	山東大學
主分類號：	B81C1/00	分類號：	B81C1/00
代理公司：	濟南圣達專利商標事務所	代理人：	張勇
地址：	250061山***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種微型金屬模具制作方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種微型模具制作方法，尤其涉及一種低成本批量化的微型金屬鎳模具制作方法。

背景技術

隨著MEMS產業化的進程，微機電系統領域對微型制件需求量的不斷增長和質量要求的不斷提高，微成形技術必將得到迅猛發展，以適應微型制件成形的要求，并將成為工業界的又一個新興高科技領域。盡管微成形技術有著巨大的應用潛力和發展空間，但作為微成形技術中的核心技術微型模具的制造卻面臨越來越嚴峻的挑戰，成為制約微成形快速發展的瓶頸。微型模具按照成形制件的不同可分為以下幾種類型：微注塑成形模具、微壓鑄模具、微沖壓類模具、微鍛造模具和微壓印模具等。尤以微注塑成形模具和微壓印模具具有更大的應用潛力和發展空間。微型模具的制造，其難點在于微小型腔或微小凸凹結構的加工。目前微型模具的制造方法主要包括以下三種：微細切削加工(如微細車削、銑削和磨削等)；微細特種加工(微細電火花、電化學、激光、超聲波、離子束和電子束等)；光刻制作技術(如LIGA和準LIGA、X射線光刻、電子束光刻和刻蝕技術等)。微機械加工技術一般用于毫米量級零件(miniaturized?parts)的加工，其加工精度可達100nm以下。利用微型機械切削加工方法制作電極或刀具進行微型模具制造是一種常用的加工方法，電極的成形以微電鑄、放電加工及線切割加工為主，切削刀具的加工以磨削或高速銑削加工為主。因此，微機械切削加工一般作為微型模具制造的輔助加工手段，其直接加工的型腔尺寸一般在毫米級以上，并且多為回轉體或平面等較為簡單的幾何結構。但目前微型切削加工在三維微型模具的制造方面有著突出的優勢。微細特種加工工藝雖相對復雜，但在難切削材料、復雜型面和低剛度材料的模具型腔加工中，具有不可替代的優勢。其中微細電火花加工在微型模具制造中的應用最為廣泛，但其中微細電火花加工所用的微小電極本身就制作困難，并且加工后模具的表面粗糙度難以達到要求，需要進行后續研磨拋光加工，從而降低了生產效率，所以應用范圍有限。當模具型腔結構復雜并且精度要求高時，光刻制作技術是一種主要的制作工藝。尤以LIGA及準LIGA技術為代表的光刻制作技術，盡管工藝復雜，但其加工精度很高，可達到的深寬比較大，加工的模具型腔尺寸很小。此外，目前電子束直寫、質子束加工和聚焦離子束加工等方法在納米模具(母版或掩模)的制作上具有無可替代的優勢，盡管其制作精度非常高，但在制作效率和三維結構的制作方面還不是很理想。但光刻制作在未來的微型模具制造中將發揮越來越重要的作用。目前微成形主要使用硅模具和鎳模具。

發明內容

本發明的目的就是為了解決目前微型模具制作工藝復雜、生產成本高和生產效率低等問題，提供一種具有生產成本低、工藝簡單、適合批量制作亞微米微型金屬鎳模具制作方法。

為了實現上述目的，本發明采取如下的技術解決方案：

本發明微型金屬鎳模具的制備是基于紫外光納米壓印和微電鑄復合工藝。它采用紫外光納米壓印和微電鑄復合工藝實現微型金屬鎳模具低成本批量制作，其基本工藝流程是：

(1)以電子束直寫光刻和干法刻蝕制作母版；

(2)以玻璃為基片，對其進清洗和烘干表面預處理；

(3)在玻璃基片濺射一層90-110nm厚的Cr/Cu電鑄種子層；

(4)以步驟(1)制作的母版為壓印模具，采用UV納米壓印工藝在紫外光有機光固化基體材料上復制出模具型腔微結構；

(5)在基體材料沉積8-12nm厚的Cr/Cu或Au/Ti電鑄種子層；

(6)在基體材料種子層之上電鑄沉積厚度300-500μm鎳；

(7)附加金屬背襯；

(8)脫模。