[發(fā)明專利]一種基于玻璃纖維的增強型光刻膠結構及其制作方法

有效

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• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110794649B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 周文文;王惟圣;丁桂甫;高峰;王廣元;蔡涵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;G03F7/038
• 代理公司: 上海智晟知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發(fā)明公開了一種基于玻璃纖維的增強型光刻膠結構及其制作方法。該結構包括：玻璃纖維；以及光刻膠，所述光刻膠包覆所述玻璃纖維。基于本發(fā)明的該種基于玻璃纖維的增強型光刻膠結構與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：1)提高了光刻膠的拉伸模量與斷裂強度，從而擴大光刻膠作為結構材料在MEMS技術中的應用；2)保證了光刻膠對光能量具有較高的利用率，復合結構對光刻膠的光敏特性不造成影響；3)不改變光刻膠的曝光以及顯影方式，不影響其光刻成型；4)裸露出來的玻璃纖維可通過氫氟酸濕法去除；5)工藝簡單、成本低廉。

技術領域

本發(fā)明涉及電子和半導體材料及光刻膠技術領域，尤其涉及一種應用與微機電系統(tǒng)制造的基于玻璃纖維的增強型光刻膠結構及其制作方法。

背景技術

SU-8光刻膠是一種負性基于環(huán)氧樹脂的近紫外光致抗蝕劑材料。它一次旋涂可形成數(shù)百微米厚的膠層，在近紫外范圍內(nèi)的光吸收較低，因此可得到垂直側(cè)壁和高深寬比的厚膜圖形。此外由于SU-8光刻膠可與多種不同的材料制造工藝相兼容，良好的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性，在前烘過程中可自整平、消除邊緣的水珠效應、重量輕、易于加工，在微機械領域，如RF-MEMS(射頻-微機電系統(tǒng))、微光學、微流體器件及微芯片等領域，具有廣泛的應用。

目前，SU-8光刻膠以其較低的生產(chǎn)成本、相對較好的柔性、良好的絕緣性和生物相容性，正在取代硅材料應用于一些特定的MEMS器件以及微流體等，被認為是微機電系統(tǒng)的下一代結構材料。然而MEMS元件尺寸一般在微米范圍內(nèi)，對材料性能要求較高，盡管SU-8光刻膠是一種很有前途的MEMS 結構材料，但相對于硅等應用于微機電系統(tǒng)的傳統(tǒng)結構材料，SU-8光刻膠的低彈性模量和較差的斷裂強度大大制約了其在微小器件中的應用，較差的機械性能會帶來嚴重的器件失效問題。因此，改善SU-8光刻膠的力學性能是有效開發(fā)基于SU-8的聚合物微機械系統(tǒng)的必要條件。

為了提高SU-8光刻膠的力學等機械性能，有研究人員嘗試在光刻膠中加入一定的增強相。例如，Soonwan Chung等人在文獻Material Characterization of Carbon-Nanotube-Reinforced Polymer Composite(2006)中報道了將碳納米管和 SU-8光刻膠通過攪拌機混合得到碳納米管增強的SU-8復合材料。然而因為多壁碳納米管在樣品表面聚集，以及在軸向的錯位，復合后楊氏模量僅略大于原始值。又如，Jitendra K.Katiyar等人在文獻Effects of carbon fillers on the tribological and mechanical propertiesof an epoxy-based polymer(SU-8)(2016) 內(nèi)容中報道了將石墨、石墨烯、多壁碳納米管和二氧化硅制成粉末顆粒，通過超聲將粉末顆粒以及全氟聚醚分散于SU-8光刻膠中制備復合材料，SU-8光刻膠的力學性能(彈性模量和硬度)僅得到小幅度提高。因此，目前現(xiàn)有增強相對SU-8光刻膠力學性能的提升均不理想，且碳、石墨等填料透光性不好，與 SU-8光刻膠復合后影響其光刻成型。

針對SU-8光刻膠作為結構材料存在的力學性能較差，現(xiàn)有的增強相對光刻膠力學性能的提升均不理想，碳、石墨等填料透光性不好，與SU-8光刻膠復合后影響其光刻成型等問題，本發(fā)明提出一種基于玻璃纖維的增強型光刻膠結構及其制作方法，至少部分的克服了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對SU-8光刻膠作為結構材料存在的力學性能較差，現(xiàn)有的增強相對光刻膠力學性能的提升均不理想，碳、石墨等填料透光性不好，與SU-8光刻膠復合后影響其光刻成型等問題，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種基于玻璃纖維的增強型光刻膠結構，包括：

玻璃纖維；以及

光刻膠，所述光刻膠包覆所述玻璃纖維。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述玻璃纖維為編制玻璃纖維布或短切玻璃纖維。