[發(fā)明專利]一種制備電射流納米噴針的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810242736.8
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108466486B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷志富;曲興田;李金來
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B41J2/16
• 分類號: B41J2/16
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種制備電射流納米噴針的方法，其特征在于，包括下列步驟：

(一)、納米噴針標(biāo)記點制作

(1)、在5×5cm的納米噴針基片背面旋涂厚2微米AZ703光刻膠，該納米噴針基片采用雙面氧化硅片；并在烘箱中進行前烘，溫度為80℃，時間為15min；

(2)、利用帶有十字型標(biāo)記點圖形的掩模版一，對AZ703光刻膠進行曝光，曝光時間為16s，曝光強度為5.8mW/cm²，然后在顯影液中顯影，顯影時間為50s；

(3)、用去離子水洗上述納米噴針基片后，將納米噴針基片置于氫氟酸HF中進行氧化層腐蝕，由于光刻膠的保護作用，光刻膠下面的二氧化硅不與氫氟酸反應(yīng)，而四個十字標(biāo)記點處的二氧化硅被氫氟酸腐蝕，形成凹槽；

(4)、用丙酮浸泡上述納米噴針基片，將殘余的光刻膠清除，完成納米噴針標(biāo)記點制作；

(二)、納米噴針鋁薄膜沉積

(1)、將步驟(一)中的納米噴針基片取出，進行清洗，并干燥；

(2)、利用鋁蒸鍍設(shè)備，在納米噴針基片的正面沉積一層200納米厚的鋁薄膜；

(三)、納米噴針SU-8光刻膠基底層制作

(1)、在步驟(二)所得納米噴針基片正面旋涂SU-8光刻膠，厚度15微米，為減小SU-8光刻膠中的應(yīng)力，將納米噴針基片在烘箱中進行低溫前烘，前烘溫度為65℃，時間為90min；

(2)、將帶有納米噴針基底結(jié)構(gòu)的掩膜版二與步驟(一)中的納米噴針背面標(biāo)記點進行對準(zhǔn)，然后進行SU-8光刻膠曝光，曝光時間為40s；

(3)、為實現(xiàn)SU-8光刻膠交聯(lián)并降低SU-8光刻膠中的應(yīng)力，將曝光后的納米噴針基片進行低溫后烘，后烘溫度為70℃，后烘時間為30min；

(四)、納米噴針應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)制作

(1)、在步驟(三)中的納米噴針基片正面旋涂AZ703光刻膠，厚3微米，然后進行前烘，前烘溫度為80℃，時間為15min；

(2)、將帶有雨滴形應(yīng)力集中圖形的掩膜版三與步驟(一)中的納米噴針背面標(biāo)記點進行對準(zhǔn)，然后對AZ703光刻膠進行曝光，曝光時間為16s；

(3)、納米噴針基片置于顯影液中顯影，顯影時間為30s，制作出納米噴針雨滴形應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)；

(五)、納米噴針SU-8光刻膠結(jié)構(gòu)層制作

(1)、對步驟(四)中的納米噴針基片進行清洗并烘干后，烘干的溫度為85℃，烘干的時間為20min，置于氧等離子刻蝕機中處理30s，實現(xiàn)殘余AZ703光刻膠去除及納米噴針SU-8光刻膠基底層表面能調(diào)節(jié)；

(2)、在納米噴針基片正面旋涂SU-8光刻膠，厚40微米，進行高溫前烘，前烘溫度為110℃，前烘時間為20min；

(3)、將帶有SU-8光刻膠結(jié)構(gòu)層圖形的掩膜版四與步驟(一)中的納米噴針標(biāo)記點進行對準(zhǔn)，然后進行曝光，曝光時間為46s；

(4)、為再次增加納米噴針雨滴形應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)處的應(yīng)力，保證納米溝道裂紋的形成，進行高溫后烘，后烘溫度為120℃，后烘時間為15min；

(5)、為防止納米噴針雨滴形應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)處的應(yīng)力降低，立即對納米噴針SU-8光刻膠結(jié)構(gòu)層進行顯影，顯影時間為5min，納米噴針雨滴形應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)處的巨大應(yīng)力會使得SU-8光刻膠沿著應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)處的方向產(chǎn)生納米尺度的裂紋，形成噴針納米溝道，該納米尺度的裂紋僅在SU-8光刻膠結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生；

(六)、丙酮處理

將步驟(五)得到的納米噴針基片放在丙酮溶液中處理，AZ703溶于丙酮，SU-8光刻膠不溶于丙酮，溶解納米噴針雨滴形應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)，再用去離子水洗凈，并烘干，烘干的溫度為85℃，烘干的時間為30min；

(七)、SU-8光刻膠納米噴針剝離

將步驟(六)中得到的納米噴針基片浸入濃度為30％的氫氧化鈉溶液，處理時間為40min；由于氫氧化鈉與鋁薄膜發(fā)生反應(yīng)，會使SU-8光刻膠納米噴針在硅基片上脫落，去離子水清洗后，即得到SU-8光刻膠電射流納米噴針。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備電射流納米噴針的方法，其特征在于：所述步驟(四)中，所述雨滴形應(yīng)力集中圖形是黑色正三角形的一邊與黑色半圓形直徑相重合，該半圓形的直徑與正三角形邊長相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備電射流納米噴針的方法，其特征在于：所述正三角形的邊長是0.27mm。