第41卷 第5期2009年5月

哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报

JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY

Vol 41No 5May2009

UV LIGA技术在微型模具型腔加工中的应用研究

庄 俭,于同敏,王敏杰,杜立群

2.大连理工大学微系统研究中心,辽宁大连116024)

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(1.大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连116024,vipzhuangjian@163.com;

摘 要:为了实现微小注射模具型腔的精密加工,针对微小尺度模具型腔的加工难点,通过改良常规UV-LIGA工艺技术,选用合适的基底材料5CrNMio,采用在基底表面上直接进行电铸生长的无背板生长方法,加工出具有50 m和100 m特征尺寸的哑铃型塑件微型腔.研究结果表明,无背板方法可实现在钢基底表面上直接通过电铸工艺获得微型模具型腔,省去了电铸背板步骤,既简化了工艺过程、缩短了整个工艺的制造周期,又增强了铸层与基底的结合力,可大大提高模具的形状精度.关键词:UV LIGA技术;微细加工技术;微注射成型;微流道型腔中图分类号:TG76;TQ320

文献标识码:A

文章编号:0367-6234(2009)05-0106-04

FabricationofmicrochannelcavityusingamodifiedUV LIGAprocess

ZHUANGJian,YUTong min,WANGMin jie,DULi qun

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(1.KeyLaboratoryforPrecisionandNon-traditionalMachiningTechnologyofMinistryofEducation,DalianUniversityof

Technology,Dalian116024,China,vipzhuangjian@163.com;2.ResearchCenterofMicrosystemsofTechnology,

DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)

Abstract:Inordertorealizetheprecisefabricationofmicroinjectionmold,thepropersubstratematerialof5CrNMiowasselectedtodealwiththedifficultyinmachiningmicroscalemoldcavity.AmodifiedUV LIGAtechnologycalledno back plate growthmethodwasemployed,inwhichthenickellayerwasdirectlyelectro

formedonthesteelsubstrate.Usingthismethod,thedumbbell shapedcavitieswiththecharacteristicdimen sionsof50 mand100 mwereobtainedsuccessfully.Theresearchesshowthattheno back plate growthmethodcanbeusedtoobtainmicromoldcavitythroughthedirectlyelectroformingprocessonthesteelsub strate.Itcanbesuggestedthatthismethodsimplifiesthemanufacturingcycle,theadhesionbetweencoatingandsubstrateisenhanced,andtheshapeaccuracyofmoldisgreatlyimproved.

Keywords:UV LIGAtechnology;microfabricationtechnology;microinjectionmolding;microchannelcavity 在MEMS研究领域中,聚合物材料的微成形型加工技术越来越受到人们的关注,尤其是微注射成型加工技术,它不仅具有成形制件的效率高、尺寸与质量一致性好等特点,而且可以满足各类微小装置或器件对复杂塑件的需求

[1~3]

微小尺度零件的精细加工要求,必须采用现代的微细光加工技术或特种加工手段,如LIGA、UV LIGA及微铣削、微磨削等.其中,UV LIGA技术在MEMS领域已获得广泛的应用,且工艺技术逐渐成熟、规范.

Yu在微注射成型研究中,应用UV LIGA技术在镍基底上成形了电铸镍层的微流道镶块,但镍镶块在较高的注射压力和模具温度下易变形.而Thian采用电铸铜的UV LIGA技术,在铜基底上成形了微小齿轮的模具型腔.铜材料的热性能虽好,但硬度较低,也不适合微注射成型加工UV[8]

[7]

[4~6]

.由于微

型注射模具型腔的尺寸极其微小,加工精度要求高,显然传统的切削加工方法与理念已无法满足

收稿日期:2006-10-27.

基金项目:"十一五"国家科技支撑计划重点项目(2006BAF04B13);

中国博士后科学基金项目(20080440301).

作者简介:庄 俭(1975 ),女,博士后;

王敏杰(1958),男,,.