一种不同高度微纳米柱衬底制备装置的制作方法

本实用新型涉及微纳加工技术领域，具体涉及一种不同高度微纳米柱衬底制备装置。

背景技术：

微纳加工技术在制备各种微器件、微结构中是一种十分重要的技术，微纳结构模板的制备在微纳加工中和对先进制造技术的发展中具有重要意义，随着微纳加工技术的日渐成熟和微结构模板在各种领域的研究和应用越来越广，不同微结构模板越来越多的得到应用。因此，如何高效精确的制作微纳结构模板，是当前微纳加工技术和先进制造技术的重要课题。

传统的微纳加工技术一般是在二维的衬底上面制备微纳结构，这些微纳米结构高度是一致的，如果要在平面衬底上面制备具有高度梯度的微纳米结构，则需要通过软光刻曝光技术，将旋涂有光刻胶的衬底倾斜曝光，通过控制光刻胶的厚度来实现微纳米结构的高度变化，从而制备出具有高度梯度的微纳结构，但是这种方法的缺陷是：微纳米结构的高度梯度控制不均匀、操作难度高、倾斜角不好控制，精度不高。因此，通过一种简单的装置来实现具有高度梯度的微纳米结构显得非常重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种不同高度微纳米柱衬底制备装置。

本实用新型采用的技术方案是：包括盒体、设置于盒体内的水浴锅、间隔设置于水浴锅内的电镀材料和电镀样品，与所述水浴锅中电镀材料和电镀样品分别通过电源正负极连接的恒定电流源模块盒，还包括提升机构和电镀距离调节机构，所述提升机构与电镀样品连接，所述电镀距离调节机构与电镀材料连接。

进一步优选的结构，所述提升机构和电镀距离调节机构固定 于设置在水浴锅上方的固定板上。

进一步优选的结构，所述固定板固定于盒体内壁上。

进一步优选的结构，所述提升机构包括步进电机、滚珠丝杠副、移动连接板、定滑轮、导轨和连接绳；所述滚珠丝杠副的一端通过联轴器与步进电机连接，所述移动连接板与所述滚珠丝杠副的丝杠螺母固定，所述滚珠丝杠副的另一端固定于两端的轴承座上，所述导轨设置于轴承座之间，所述移动连接板滑动设置于导轨上，所述移动连接板与连接绳一端固定，所述连接绳另一端绕过定滑轮与电镀样品连接。

进一步优选的结构，所述定滑轮通过转轴设置于滑轮座上，所述轴承座与滑轮座均固定于固定板上部。

进一步优选的结构，所述电镀距离调节机构包括电推杆、连接板、移动轴，所述移动轴一端连接电推杆，另一端连接连接板，所述电镀材料固定于连接板底部。

进一步优选的结构，所述电推杆固定于固定板底部。

进一步优选的结构，所述恒定电流源模块盒设置于盒体内水浴锅一侧。

进一步优选的结构，所述盒体上方连接盒盖，所述盒体外部设置电源键和液晶屏。

本实用新型可以准确的控制镍板在电镀液中的上升下降速度、电镀时候电镀材料与样品间的距离，方便的调节水浴锅的温度和水浴锅中的电流密度，从而精确的控制模板上面微纳米结构的电镀层尺寸，完成不同高度微米柱衬底的制备。

本实用新型具有以下有益效果：1、电镀样品上升或下降的速率稳定，使电镀层更加均匀；2、电镀样品的升降可以通过精密丝杠实现高精度步进；3、操作灵活，可用于多种材料的电镀；4、集成度高，可同时控制多个实验条件，达到最佳实验效果；5.系统制作简单、集成度高、结构紧凑、成本低，可大批量生产。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型侧视图；

图3是本实用新型立体图。

图中，101-盒体、102-电源键、103-液晶屏、104-盒盖、201-水浴锅、301-步进电机、302-联轴器、303-移动连接板、304-导轨、305-滚珠丝杠副、306-轴承座、307-定滑轮、308-连接绳、309-滑轮座、401-恒定电流源模块盒、501-固定板、601-电推杆、602-样品夹、603-连接板、604-移动轴、701-电镀材料、801-电镀样品。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1—图3所示，本实用新型包括盒体101、设置于盒体101内的水浴锅201、间隔设置于水浴锅201内的电镀材料701和电镀样品801，与所述水浴锅201中电镀材料701和电镀样品801分别通过电源正负极连接的恒定电流源模块盒401，还包括提升机构和电镀距离调节机构，所述提升机构与电镀样品801连接，所述电镀距离调节机构与电镀材料701连接。

上述技术方案中，所述提升机构和电镀距离调节机构固定于设置在水浴锅201上方的固定板501上。所述固定板501固定于盒体101内壁上。

上述技术方案中，所述提升机构包括步进电机301、滚珠丝杠副305、移动连接板303、定滑轮307、导轨304和连接绳308；所述滚珠丝杠副305的一端通过联轴器302与步进电机301连接，所述移动连接板303与所述滚珠丝杠副305的丝杠螺母固定，所述滚珠丝杠副305的另一端固定于两端的轴承座306上，所述导轨304设置于轴承座306之间，所述移动连接板303滑动设置于导轨304上，所述移动连接板303与连接绳308一端固定，所述连接绳308另一端绕过定滑轮307与电镀样品801连接。所述定滑轮307通过转轴设置于滑轮座309上，所述轴承座306与滑轮座309均固定于固定板501上部。

上述技术方案中，所述电镀距离调节机构包括电推杆601、连接板603、移动轴604，所述移动轴604一端连接电推杆601，另一端连接连接板603，所述电镀材料701通过样品夹602固定于连接板603底部。所述电推杆601固定于固定板501底部。

上述技术方案中，所述恒定电流源模块盒401设置于盒体101 内水浴锅201一侧。所述盒体101上方连接盒盖104，所述盒体101外部设置电源键102和液晶屏103。

本实用新型中提升机构由一个步进电机301带动一副精密的滚轴丝杠副305转动，使与丝杠螺母固定在一起的移动连接板303在水平方向上移动，从而带动与移动连接板303连接的绳索拉动被电镀样品801上升，被电镀样品801被匀速提升，所以被电镀样品801的表面形成具有高度梯度的电镀层。水浴模块是一个可以调节水浴锅201中溶液温度的模块，恒定电流输出模块盒401是一个提供恒定电流输出的模块。被电镀样品801与电镀材料701在电镀液中平行放置，被电镀样品通过样品夹602被固定在一个连接板603上，连接板603与一个电推杆601连接，通过电推杆601的直线位移控制被电镀样品801在电镀液中的水平移动，从而实现对距离的调节。

其中，步进电机1的转速是可调的，所以丝杠螺母的线速度是可调的，步进电机1的转速是可以通过程序设定和手动设置控制的；样品11与电镀材料10之间的距离是可调的，距离调节范围是1mm—100mm；水平移动的精度小于等于10um，所以提升机构的上升和下降的精度小于等于10um；水浴锅温度控制误差为±0.5℃，直流稳压电源额定输出电压0—60V，额定输出电流0—5A。

本实用新型工作过程：

(1)、在ITO(或其他基底材料)上甩光刻胶并做退火处理；

(2)、在紫外光下曝光，然后在显影液中显影，得到微结构；

(3)、用丙酮去除掉没有微结构区域的一部分光胶，露出基底上的ITO，并将电流源负极连接该部分。

(4)、将电源正极连接镍板(或其他电镀材料)

(5)、设置水浴锅温度，设置输出电流大小。

(6)、将具有微结构的ITO模板和镍板浸没入电镀液中，设定好提升机构的提升速率，同时启动电流输出和提升机构运行。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。