微安全机构引信的制备-XXX译

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1、TheFabricationofMEMSFuzeSafetyDevice微安全机构引信的制备Jiashengfang1,aDuLiqun1,bNieWeirong2LiQilei2（1微机械中心，大连技术学院，大连，辽宁，中国；1,2机械电子学院，南京科技大学，南京，江苏，中国；ajeffrey2008aoyun@163.com;bduliqun@dlut.edu.cn）8摘要：本文介绍了一种微安全机构引信的新微加工方法，该方法包含了厚的SU-8光刻紫外光刻过程，微电铸过程，无支撑板生长过程和SU-8牺牲

2、层工序。与其他微机械加工方法不同，具有垂直侧壁的微安全机构引信采取了在镍基体上直接电铸镀镍的方法。在本文中，介绍了在金属基体上直接制备两种双层置换设计的情况。另外，对制备中出现的问题进行了讨论。关键词：微安全机构引信，紫外LIGA技术，双层置换设计，微电铸Abstract:ThispaperpresentsanewmicrofabricationmethodofMEMSfuzesafetydevice,whichiscombinedwithSU-8thickphotoresistUVlithography

3、process,micro-electroformingprocess,nobackplategrowingprocessandtheprocessofSU-8assacrificelayer.Differentfromothermicrofabricationmethods,theMEMSfuzesafetydevicewithverticalsidewallswasfabricatedbymicronickelelectroformingdirectlyonNickelsubstrate.Inthis

4、paper,twokindsofdouble-layerlarge-displacementdeviceshadbeenfabricatedonmetalsubstratesdirectly.Besides,someproblemsinthefabricationprocesshadbeendiscussed.Keywords:MEMSFuzesafetydevice,UV-LIGAtechnology,double-layerlarge-displacementdevice,micro-electrof

5、orming1引言随着MEMS技术的发展和应用，微安全机构引信作为一种新颖的方案得到了快速发展和越来越多的关注。为了得到高性能的引信，控制其体积大小显得非常重要。而微安全机构引信能很好的满足这点，它比传统引信小得多，能够为其他探测设备提供空间，从而引信的安全度和破坏力得到了大幅度提升。另外，微安全机构引信展示出了一系列引人注意的优点，低成本，重量轻，高强度和高可靠性。引信中可动部件一般在很恶劣的环境下工作，有的需要承受几千g的加速度。目前有几种可加工微安全机构引信微结构的技术，例如深度反应离子刻蚀，LIG

6、A技术，喷射模铸法，热压制，紫外LIGA，粉末金属烧结，粉末金属微结构拉模铸造。在这些技术中，紫外LIGA技术非常重要，其权重占到了7.2。紫外LIGA技术不仅继承了LIGA的优点，更得益于使用紫外光源替代了X射线发生器带来的低成本经济效应。通过控制参数，可以得到具有高品质、低成本的垂直侧壁结构样品。在本文中，结合了紫外LIGA技术和无支撑板生长方法，使用在金属基体上电铸镍的工艺方案制备了微安全机构引信。2制备过程如图1所示，制备过程由以下过程组成：2.1基体处理用镍基体制造成可用的结构。首先，把基体磨光

7、处理，然后把镍基体放入丙酮溶液中，并用超声波清洗机进行15分钟清洗，去除掉表面的油和杂质，之后再放入乙醇溶液中，超声波清洗15分钟。2.2SU-8涂敷在基体上旋转涂覆约70μm厚的SU-8光刻胶；在电烘干箱（WG-20）中65℃环境下慢慢烘干基体1小时，然后温度逐渐上升到75℃，保持1小时；随后温度上升到85℃并保持烘干1.5小时。2.3光刻上述70μm厚的SU-8光刻胶需要照射剂量约为300mJ/cm2光；85℃环境中快速的曝光约3分钟。理想模型在室温下需要进行4~6分钟的显影。2.4电铸电铸环境和电解

8、液成分如下：Ni(NH2SO3)2•4H2O550g/L;NiCl210g/L;H3BO335g/L;添加剂0.1~0.15g/L;温度：50℃；PH值约4.0；电流密度为1A/dm28，并进行搅拌。需要花费8小时得到第一层电铸结构。2.5溅射Cu把第一层结构磨光，清洗，烘干；使用JS3X-808溅射系统在第一层结构上溅射240nm厚的Cu膜（电铸传导层），功率为300W，时间约6分钟。8图1微安全机构引信的详细制备过程82.