基于柔性掩膜的高可靠性玻璃喷砂微加工工艺

喷砂是一种高效率的表面加工技术,将其应用于微加工领域可以实现对玻璃、硅和陶瓷等脆性材料的选择性刻蚀.本文着重探讨了掩膜性质及刻蚀条件对喷砂微加工刻蚀效率及刻蚀形貌的影响.实验中对柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)掩膜微结构的制备方法进行了改良,即借助精密切削工艺实现PDMS/SU-8微结构边界精确互补成形,制备了可以满足选择性刻蚀要求的掩膜结构.同时改变实验条件,研究了掩膜开口尺寸、压缩空气压强以及砂材粒径对喷砂速率及刻蚀形貌的影响.结果表明:适当增大压缩空气气压有助于待刻蚀材料从塑性到脆性的转变,刻蚀速率有明显提高.而将砂材粒径从30μm减小至20μm,可以改善成形形貌.初步研究结果表明,文中提出的玻璃喷砂微加工方法能够满足深度为500μm的玻璃通孔阵列的刻蚀要求.