平面电磁型微电机定转子制作工艺.pdf

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4O m、深 80 m)，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06 Fabricati0n 0fPlanarElectr0magneticM icr0m0t0rs YangJiewei，LiuZhihua，ZhaoJiangming ，WuYihui (1．(10￡ZgP0，^ c^n c口ZE g Pr g，Z Pg^0 L Prsf ，Z^ g^o“45O0O1，C，ln ；2．S￡口￡PKP Lnbornt0r 0 Appztedoptics，ChangchtInIs￡{tMteofop￡{cs，FineMechanics口ndPhysics， C esAcndP7 0．厂ScP订cPs，C^口gf^“ 130033，C 口) Abstract：!Ⅵanykindsoffabrication processesofmicrostructureswerestudiedinordertofabri— cateahigh—aspect—ratiocoilonthestatorwithfinitesizeofaplanarmicromotor．Comparedalot ofaspectssyntheticalIy，akindoffabricationprocessbasedonthedeepetching—moIding—eIectro— platingtechnologywasfound．Thetechnologyiseasytoproduceperfectpr0ductsandhasagood reproducibilityandarelatiVe1ysimpleprocedure．Inthiscase，thep1anarcopperco订withhigh— aspect—ratiowasobtainedbymicro—electr0pIating theseed Iayerin thesiIic0n trench ． And the re1ationshipsof the key parametersin the photolithOgraphy processes and the effecton the followingprocesswereanalyzed． The10mm diameterplanarcoilwithagoodhigh—aspect—ratio (40 m inwidth，80 m indepth)withoutanyvoidswasfabricatedbythistechnology