专利汇可以提供金属薄膜微桥的制造方法及其力学特性测试方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种金属 薄膜 微桥的制造方法及其 力 学特性测试方法,用于薄膜技术领域。制造方法如下:首先采用 光刻 和 刻蚀 形成光刻对准符号和 硅 刻蚀窗口,套刻符号作为曝光时双面对准符号,保证套刻 精度 ,然后采用溅射方法制备底层,通过光刻在 硅片 上形成电 镀 金属薄膜微桥 光刻胶 图形,其次采用 电镀 技术电镀金属薄膜微桥,采用物理刻蚀去除底层,最后采用夹具保护、用硅的湿法刻蚀技术去除金属薄膜微桥下面的硅衬底材料。测试方法:在微桥中心放置一刚性压条,保证在微桥中心 位置 施加一线性 载荷 ,用 纳米压痕 仪进行微桥加载/卸载曲线测量,其压头为Berkovich三棱锥压头,采用微桥理论模型分析实验测得的加载和卸载曲线,得到薄膜的 杨氏模量 和残余 应力 。,下面是金属薄膜微桥的制造方法及其力学特性测试方法专利的具体信息内容。
1、一种金属薄膜微桥的制造方法,其特征在于,采用MEMS技术制备金属薄膜微桥, 具体如下:首先采用光刻技术和刻蚀技术形成光刻对准符号和硅刻蚀窗口,套刻符号作为 曝光时双面对准符号,保证套刻精度,然后采用溅射方法制备底层,通过光刻技术在硅片 上形成电镀金属薄膜微桥光刻胶图形,其次采用电镀技术电镀金属薄膜微桥,采用物理刻 蚀技术去除底层,最后采用夹具保护、用硅的湿法刻蚀技术去除金属薄膜微桥下面的硅衬 底材料。
2、根据权利要求1所述的金属薄膜微桥的制造方法,其特征是,以下对金属薄膜微桥 的制造方法作进一步的限定,具体步骤如下:
1)在清洗处理过的双面氧化的硅片单面A面甩正胶AZ4000系列,将光刻胶烘干,曝光 与显影;
2)在腐蚀液里刻蚀二氧化硅,去光刻胶,得到双面套刻对准符号和硅的刻蚀窗口;
3)在硅片另一面B面淀积Cr/M底层,下面工艺均在B面上进行;
4)甩正胶,曝光与显影,得到微桥光刻胶掩膜图形;
5)电镀金属M微桥;
6)去光刻胶和采用物理方法去除Cr/M底层;
7)采用台阶仪测量金属M膜微桥的厚度;
8)淀积Cr膜,用于刻蚀硅过程中对M膜进行保护;
9)采用夹具将金属M膜进行保护,另一面采用氢氧化钾刻蚀液进行硅各向异性刻蚀工 艺,一直到将微桥下面的硅全部刻蚀掉为止;
10)去除Cr膜,用稀HCI刻蚀Cr膜,温度为40℃,得到金属M膜微桥。
3、根据权利要求1或者2所述的金属薄膜微桥的制造方法,其特征是,所述的金属薄 膜微桥,金属指Cu、Ni、NiFe中一种,微桥长度在1000~2000μm,宽度在200~1000μm。
4、一种金属薄膜微桥的力学特性测试方法,其特征在于,在微桥中心放置一刚性压条, 保证在微桥中心位置施加一线性载荷,用纳米压痕仪进行微桥加载/卸载曲线测量,其压 头为Berkovich三棱锥压头,采用微桥理论模型分析实验测得的加载和卸载曲线,得到薄 膜的杨氏模量和残余应力。
5、根据权利要求4所述的金属薄膜微桥的力学特性测试方法,其特征是,以下对金属 薄膜微桥的力学特性测试方法作进一步的限定,具体步骤如下:
1)采用精密机械加工手段制备刚性压条及采用微装配手段用胶水粘附于微桥中心,刚 性压条的长度为600~1000μm,宽度为80μm,厚度为50μm;
2)压条对测量结果影响分析:当压条宽度和微桥长度比值小于10%时,微桥中心点偏 转位移的变化在3%之内,另一方面,压条偏离微桥中心处为12.5%,微桥中心处位移变 化在3%以内;
3)采用纳米压痕仪测量微桥的载荷与位移之间的关系曲线,薄膜的杨氏模量和残余应 力通过数学模型拟合实验曲线来获得;
6、根据权利要求5所述的金属薄膜微桥的力学特性测试方法,其特征是,步骤(3) 具体实现如下:
微桥中心处的位移理论解wt i(Qi,Nr,Ef),将该理论解与实验测得的载荷-变形关系we i (Qi),t指理论,e代表实验,根据公式(1)进行拟合,即得到金属薄膜微桥的杨氏模量和 残余应力:
式中,n为拟合实验数据的数目,wi e(Qi)为载荷为Qi时实验测得的微桥中心点的位 移,wi t(Qi,Nr,Ef)表示载荷为Qi时理论求得的微桥中心点的位移,r指残余,f代表薄 膜:
其中, D=Eft3/12,Q为微桥单位宽度上的载荷,l和t分别为 微桥的长度和厚度,Ef和σr=Nr/t为薄膜的杨氏模量和残余应力,采用迭代技术得到薄膜 的杨氏模量和残余应力。
本发明涉及一种金属薄膜微桥的制造方法及其力学特性测试方法,用于金属薄膜技术 领域。
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