[发明专利]一种基于玻璃纤维的增强型光刻胶结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于玻璃纤维的增强型光刻胶结构及其制作方法。该结构包括：玻璃纤维；以及光刻胶，所述光刻胶包覆所述玻璃纤维。基于本发明的该种基于玻璃纤维的增强型光刻胶结构与现有技术相比具有如下优点：1)提高了光刻胶的拉伸模量与断裂强度，从而扩大光刻胶作为结构材料在MEMS技术中的应用；2)保证了光刻胶对光能量具有较高的利用率，复合结构对光刻胶的光敏特性不造成影响；3)不改变光刻胶的曝光以及显影方式，不影响其光刻成型；4)裸露出来的玻璃纤维可通过氢氟酸湿法去除；5)工艺简单、成本低廉。

技术领域

本发明涉及电子和半导体材料及光刻胶技术领域，尤其涉及一种应用与微机电系统制造的基于玻璃纤维的增强型光刻胶结构及其制作方法。

背景技术

SU-8光刻胶是一种负性基于环氧树脂的近紫外光致抗蚀剂材料。它一次旋涂可形成数百微米厚的胶层，在近紫外范围内的光吸收较低，因此可得到垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形。此外由于SU-8光刻胶可与多种不同的材料制造工艺相兼容，良好的热稳定性和耐腐蚀性，在前烘过程中可自整平、消除边缘的水珠效应、重量轻、易于加工，在微机械领域，如RF-MEMS(射频-微机电系统)、微光学、微流体器件及微芯片等领域，具有广泛的应用。

目前，SU-8光刻胶以其较低的生产成本、相对较好的柔性、良好的绝缘性和生物相容性，正在取代硅材料应用于一些特定的MEMS器件以及微流体等，被认为是微机电系统的下一代结构材料。然而MEMS元件尺寸一般在微米范围内，对材料性能要求较高，尽管SU-8光刻胶是一种很有前途的MEMS 结构材料，但相对于硅等应用于微机电系统的传统结构材料，SU-8光刻胶的低弹性模量和较差的断裂强度大大制约了其在微小器件中的应用，较差的机械性能会带来严重的器件失效问题。因此，改善SU-8光刻胶的力学性能是有效开发基于SU-8的聚合物微机械系统的必要条件。

为了提高SU-8光刻胶的力学等机械性能，有研究人员尝试在光刻胶中加入一定的增强相。例如，Soonwan Chung等人在文献Material Characterization of Carbon-Nanotube-Reinforced Polymer Composite(2006)中报道了将碳纳米管和 SU-8光刻胶通过搅拌机混合得到碳纳米管增强的SU-8复合材料。然而因为多壁碳纳米管在样品表面聚集，以及在轴向的错位，复合后杨氏模量仅略大于原始值。又如，Jitendra K.Katiyar等人在文献Effects of carbon fillers on the tribological and mechanical propertiesof an epoxy-based polymer(SU-8)(2016) 内容中报道了将石墨、石墨烯、多壁碳纳米管和二氧化硅制成粉末颗粒，通过超声将粉末颗粒以及全氟聚醚分散于SU-8光刻胶中制备复合材料，SU-8光刻胶的力学性能(弹性模量和硬度)仅得到小幅度提高。因此，目前现有增强相对SU-8光刻胶力学性能的提升均不理想，且碳、石墨等填料透光性不好，与 SU-8光刻胶复合后影响其光刻成型。

针对SU-8光刻胶作为结构材料存在的力学性能较差，现有的增强相对光刻胶力学性能的提升均不理想，碳、石墨等填料透光性不好，与SU-8光刻胶复合后影响其光刻成型等问题，本发明提出一种基于玻璃纤维的增强型光刻胶结构及其制作方法，至少部分的克服了上述问题。

发明内容

针对SU-8光刻胶作为结构材料存在的力学性能较差，现有的增强相对光刻胶力学性能的提升均不理想，碳、石墨等填料透光性不好，与SU-8光刻胶复合后影响其光刻成型等问题，根据本发明的一个实施例，提供一种基于玻璃纤维的增强型光刻胶结构，包括：

玻璃纤维；以及

光刻胶，所述光刻胶包覆所述玻璃纤维。

在本发明的一个实施例中，所述玻璃纤维为编制玻璃纤维布或短切玻璃纤维。