[發明專利]扁平狀和柱狀金屬微顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201410149411.7
• 申請日: 2014-04-12
• 公開（公告）號: CN104162677A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 劉本東;蘇彥強
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B22F9/00
• 分類號: B22F9/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

技術領域

本發明是一種金屬微顆粒的制備方法，具體為一種形狀一致、大小均勻的扁平狀或柱狀金屬微顆粒的制備方法，本發明屬于金屬顆粒制備領域。?

背景技術

現存的金屬顆粒制備方法制作的金屬顆粒形狀不規則，尺寸大小不統一，難以滿足工業產品開發、科學研究實驗等需求。?

市來浩一在專利公開號CN1727098A公開的通過電解法制備金屬顆粒的方法，該方法是通過振動將細碳纖維分散于電解溶液中，然后通過電解方法使含有細碳纖維的金屬顆粒沉積在陰極上，最后通過超生沖擊使金屬顆粒與陰極分離。雖然該方法能夠批量制備金屬顆粒，但其無法精確控制金屬顆粒的大小和形狀。?

中國發明專利公開號CN1255415公開的鋅粒的制作方法。該方法是將熔融狀態的鋅液直接滴入冷凝浴槽內，冷凝浴槽內裝有水直接冷卻熔融狀態鋅液，最后獲得鋅粒。該方法仍不能有效的控制顆粒的尺寸和形狀。?

美國專利388956公布了一種采用溶滴法加工金屬顆粒的方法。在該方法中，使熔融鐵的熔液朝著一個水平的固定部件落下，溶體撞擊該部件時，由于其本身的動能而破碎，形成不規則的溶滴，這些溶滴往上述部件的上方和向外運動，然后落入位于所連部件下面的冷卻介質溶液中，采用這種方法可以制作金屬顆粒，但是該方法制作的顆粒大小不一，形狀各異。?

在此背景下，本發明提出一種基于光刻、電鍍技術的金屬顆粒制備方法，該方法能夠制作出具有形狀規則、大小均勻，可批量制作，制備的金屬顆粒致密，表面光潔、無裂紋，等優點的金屬顆粒。?

發明內容

本發明目的在于克服現存顆粒制備方法中，顆粒大小不統一、形狀不規則等缺點，實現柱狀金屬微粒的精確制備。本發明適用于圓柱狀、棱柱狀等金屬微粒的制備，柱狀金屬微粒的橫截面尺寸從1微米至1毫米均可，高度?可達橫截面尺寸的0.01-3倍。當柱狀顆粒的高度相對橫向尺寸較小時，金屬顆粒呈扁平狀。?

本發明其特征在于采用光刻、電鍍制備金屬顆粒，具體步驟如下：?

S1、首先制備掩膜版，用計算機軟件繪制出要制作的金屬顆粒橫截面形狀，然后轉印在石英玻璃或者膠片上，在曝光時使用。?

S2、選用玻璃、環氧樹脂板或玻璃纖維板作基底，采用去離子水清洗干凈，并烘干。?

S3、采用濺射工藝或蒸鍍工藝，在基底正面上濺射一層電鍍種子層；所述的電鍍種子層必須為導體。?

S4、在基底正面的電鍍種子層上涂一層正性光刻膠，然后在勻膠臺上勻膠，使光刻膠均勻分布在電鍍種子層上，并烘膠；光刻膠有正性光刻膠和負性光刻膠之分，正性光刻膠是將被曝光部分光刻膠去除，將未被曝光部分光刻膠保留，負性光刻膠相反；根據掩膜版的圖形選用正性光刻膠或負性光刻膠。?

S5、將涂好光刻膠的基片正確的安裝在曝光機上，并與預先制作好的掩膜版對正，使掩膜版的圖形區域恰好落在基片的中心位置，然后進行曝光。?

S6、將金屬顆粒圖形轉移到光刻膠上，然后對基片進行烘烤，除去顯影時所吸收的顯影液和殘留水分。?

S7、首先鍍前預處理，將基片放置到稀硫酸中清洗，然后開始電鍍，將基片作為陰極，金屬塊作陽極，分別放置在電鍍浴液中，并通入直流電流或者脈沖直流電，進行電鍍；有光刻膠的部位無變化，無光刻膠的部位會生長出金屬顆粒；?

S8、采用去膠液去除基片上的光刻膠，然后放置在裝有純凈水的容器中，采用超聲清洗機對其進行超聲振動沖擊，使金屬顆粒脫離電鍍種子層，從而得到所需的金屬顆粒。?

S9、基片取出，然后對容器中液體進行過濾得到金屬顆粒，再對金屬顆粒烘干即可。?

所述的步驟S4中，若制作扁平狀的顆粒，可采用BP212型光刻膠，如需?制作較大深寬比的顆粒，可選用SU8或AZ460系列光刻膠。所述的較大深寬比范圍一般為2-3。?

所述的步驟S7中所采用的電鍍可用化學鍍代替。?

本發明包括以下優點：?

①、可以根據需要的柱狀金屬顆粒的形狀、大小，預先采用計算機軟件繪制圖形，制作成掩膜版，從而實現對金屬顆粒尺寸的較精確控制，所制作的金屬顆粒形狀一致、大小均勻。?

②、可以根據需要，選擇不同成分的電鍍浴液，從而獲得不同種類的金屬顆粒。?

③、可批量制作，掩膜版可以安裝在曝光機上重復使用，因此可以通過制作尺寸較大的基片，然后對基片不同區域曝光，以實現批量制作。?

附圖說明

圖1：本發明的實施工藝所用的掩膜版圖?

圖2：本發明的實施工藝的過程示意圖一?