平面电磁型微电机定转子制作工艺

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1、MEMS器件与技术MEMSDeVice&TechnOfOgy平面电磁型微电机定转子制作工艺杨杰伟，刘治华，赵江铭，吴一辉(1．郑州大学机械工程学院，郑州450001；2．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春13o033)摘要：为了在平面微电机有限犬尺寸的定子上制作大深宽比结构的绕组线圈，对大深宽比微结构的制作工艺进行了研究，综合比较各方面因素，从中找出了成品率高、可重复性好、工艺步骤简单的平面线圈的制作工艺，即在Si沟槽里通过微电铸得到大深宽比平面铜线圈的深刻蚀成型电铸工艺；分析了光刻工艺关键参数之间的关系及对后续工

2、艺的影响。通过该工艺制作的直径10mm定子线圈深宽比较大(宽4Om、深80m)，且无空洞。该工艺有很大的深宽比挖掘潜力，也可应用在其他需要较大深宽比平面线圈的微执行器的制作中。关键词：微电机；大深宽比；平面线圈；深刻蚀；微电铸中图分类号：TM303．3；TN305．7文献标识码：A文章编号：167卜4776(2009)09-055卜06Fabricati0n0fPlanarElectr0magneticMicr0m0t0rsYangJiewei，LiuZhihua，ZhaoJiangming，WuYihui(1．(10￡ZgP0，^c^nc口ZE

3、gPrg，ZPg^0LPrsf，Z^g^o“45O0O1，C，ln；2．S￡口￡PKPLnbornt0r0Appztedoptics，ChangchtInIs￡{tMteofop￡{cs，FineMechanics口ndPhysics，CesAcndP70．厂ScP订cPs，C^口gf^“130033，C口)Abstract：!Ⅵanykindsoffabricationprocessesofmicrostructureswerestudiedinordertofabri—cateahigh—aspect—ratiocoilonthestator

4、withfinitesizeofaplanarmicromotor．ComparedalotofaspectssyntheticalIy，akindoffabricationprocessbasedonthedeepetching—moIding—eIectro—platingtechnologywasfound．Thetechnologyiseasytoproduceperfectpr0ductsandhasagoodreproducibilityandarelatiVe1ysimpleprocedure．Inthiscase，thep1ana

5、rcopperco订withhigh—aspect—ratiowasobtainedbymicro—electr0pIatingtheseedIayerinthesiIic0ntrench．Andthere1ationshipsofthekeyparametersinthephotolithOgraphyprocessesandtheeffectonthefollowingprocesswereanalyzed．The10mmdiameterplanarcoilwithagoodhigh—aspect—ratio(40minwidth，80min

6、depth)withoutanyvoidswasfabricatedbythistechnology．Moreo—Ver，thetechnologyhasagoodpotentialforhigheraspectratioandcanbeusedinthefabricationofhigh—aspect～ratioplanarcoilinothermicroactuators．Keywords：micromotor；high—aspect—ratio；planarcoil；deep—etching；micr0一e1ectroplatingDoI：

7、10．3969／j．issn．1671—4776．2009．09．001EEACC：2550G收稿日期：2oo9—02—23基金项目：国家自然科学基金资助项目(6O574O89)E’mail

8、yong—me@163．com2009年9月微纳电子技术第46卷第9期551杨杰伟等：平面电磁型微电机定转子制作工艺腐蚀的问题，但由于cu线与基片的接触面积较0引言小，且与SiO的粘附性较差，Cu线容易与基片分离，致使其可靠性较差；另外，单纯采用厚胶工微电子机械系统(MEMS)往往需要能产生艺，结构的深宽比受到很大限制，且成品率低、不大驱动力的微执行器，制作

9、工艺相对简单的电磁执利于批量化制作。为解决上述工艺问题，考虑采用行器一般来说能产生大的驱动力，因此有极大的发在si片上刻蚀出深沟槽进而通