本發(fā)明涉及精加工，具體為一種基于非晶合金的凸起微納特征加工工藝。

背景技術：

1、隨著科技的飛速發(fā)展，微納技術已成為推動現(xiàn)代工業(yè)進步的重要力量，金屬微納器件作為微納技術的核心組成部分，因其獨特的物理、化學性質以及高精度的三維結構，在微納電子、光電子、生物醫(yī)學和精密機械領域展現(xiàn)出廣泛的應用前景，這些器件的性能往往直接取決于其微納結構的精度和穩(wěn)定性，特別是凸起微納特征，對于實現(xiàn)器件的特定功能起著至關重要的作用。

2、傳統(tǒng)的微納特征加工技術針對凸起微納特征的加工主要依賴于精密機床加工技術，然而，這些技術在加工特征尺寸較小的結構時面臨諸多挑戰(zhàn)，首先，由于機床刀具的精度和剛度的限制，難以保證加工出的凸起微納特征具有極高的尺寸精度和形狀精度，其次，凸起微納特征在加工過程中容易受到切削力、熱應力因素的影響，導致結構坍塌、變形問題，嚴重影響加工質量，此外，傳統(tǒng)加工技術的加工效率較低，成本較高，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

3、針對上述問題，有必要對現(xiàn)有的微納特征加工技術進行優(yōu)化，結合納米級拋光、光刻技術、物理噴涂以及熱處理的多種先進技術手段，實現(xiàn)高精度、高效率和低粗糙度的凸起微納特征加工，因此，本發(fā)明提出的一種基于非晶合金的凸起微納特征加工工藝具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種基于非晶合金的凸起微納特征加工工藝，它能夠通過納米級拋光確?；w表面光滑無缺陷，隨后利用光刻技術在基體上形成精確的圖案模板，在此基礎上，通過磁控濺射方法激活非晶合金靶材，并將其噴涂到基體上，僅在曝光區(qū)域形成均勻的凸起微納特征，最后，通過加熱處理使非晶合金晶化，顯著增強涂層與基體之間的結合力，防止凸起微納特征的坍塌和變形，不僅提高了加工精度和效率，還降低了生產(chǎn)成本，為微納器件的高精度、高效率加工提供了新的解決方案。

2、本發(fā)明為解決上述技術問題，提供如下技術方案：一種基于非晶合金的凸起微納特征加工工藝，該工藝具體步驟：

3、s100，金屬表面拋光：將金屬基體模具進行表面拋光至納米級別；

4、s200，光刻膠涂覆：在金屬基體上利用勻膠機涂覆一層均勻的光刻膠，形成光刻膠層；

5、s300，曝光技術形成凹槽：利用曝光技術在光刻膠表面形成所設計的凹槽圖案，這些凹槽圖案將作為后續(xù)噴涂非晶合金的模板；

6、s400，非晶合金靶材的激活與噴涂：通過磁控濺射方式激活非晶合金靶材，使得金屬基體上曝光出來的結構被噴涂形成均勻的凸起微納特征；

7、s500，光刻膠的去除與后處理：使用甲苯和丙醇有機溶劑洗去光刻膠，露出完整的凸起微納特征結構；

8、s600，質量檢測與評估：對金屬微納器件進行加熱處理，使非晶合金晶化，從而提高涂層與基體之間的結合力。

9、更進一步地，所述s100包括：

10、s101，清洗處理：選擇適合加工要求的金屬基地模具并測量其初始表面粗糙度，使用超聲波清洗機配合去離子水和專用清洗劑，對模具表面進行徹底清洗，去除油脂和污垢雜質；

11、s102，粗拋光：采用機械拋光技術，使用粗粒度的拋光液和拋光布，對模具表面進行初步拋光，去除較大的表面不平整；

12、s103，細拋光：換用細粒度的拋光液和更柔軟的拋光布，繼續(xù)對模具表面進行拋光，逐步降低表面粗糙度至納米級別。

13、更進一步地，所述s200包括：

14、s201，參數(shù)調整：將金屬基體模具置于勻膠機中，調整勻膠機的旋轉速度和時間；

15、s202，涂覆操作：將光刻膠滴于金屬基體模具中心，啟動勻膠機，使光刻膠均勻涂覆在基體表面，形成一層均勻且厚度可控的光刻膠層；

16、s203，前烘處理：將涂覆好光刻膠的金屬基體模具置于干燥箱中，設定溫度和時間進行前烘處理。

17、更進一步地，所述s300包括：

18、s301，模板選擇：根據(jù)設計要求，準備好帶有凸起微納結構圖案的掩模板；

19、s302，曝光準備：將掩模板精確對準于涂有光刻膠的金屬基地模具上方，調整曝光機的光源參數(shù)；

20、s303，曝光操作：啟動曝光機，使光線通過掩模板照射到光刻膠層上，根據(jù)光刻膠的感光特性，在光刻膠表面形成與掩模板圖案相對應的凹槽圖案；

21、s304，顯影處理：使用特定的顯影液，將曝光后的光刻膠層進行顯影處理，去除未曝光部分的光刻膠，留下與凹槽圖案相對應的光刻膠結構。

22、更進一步地，所述s304進行顯影處理的具體步驟為：

23、(1)在光刻膠涂覆并曝光后的基體表面輕輕噴淋一層去離子水；

24、(2)使用專門的顯影噴嘴在基體表面噴淋顯影液，控制顯影液的流量和速度，使其均勻覆蓋光刻膠表面；

25、(3)噴淋后，顯影液在光刻膠表面停留，使顯影液與光刻膠進行充分反應；

26、(4)使用去離子水沖洗基體表面，以去除殘留的顯影液和光刻膠。

27、更進一步地，所述s400包括：

28、s401，激活處理：選擇高質量的非晶合金靶材，利用磁控濺射方法，對靶材進行激活處理，使其表面原子或分子處于高能態(tài)；

29、s402，噴涂操作：將激活后的非晶合金靶材置于噴涂設備中，通過精確控制噴涂參數(shù)，將非晶合金材料均勻噴涂到金屬基體上已曝光出來的結構表面，形成均勻的凸起微納特征。

30、更進一步地，所述s401利用磁控濺射方法，對靶材進行激活處理的具體步驟為：

31、(1)選擇高質量的非晶合金靶材，將靶材安裝在磁控濺射設備的陰極位置；

32、(2)向磁控濺射設備的腔室內(nèi)充入惰性氣體，以形成保護氣氛并作為濺射介質，并調整腔室內(nèi)的氣體壓力和溫度；

33、(3)在陽極和陰極之間施加高電壓，產(chǎn)生電場，同時在靶材周圍設置磁場，以控制電子的運動軌跡和ar離子的轟擊方向；

34、(4)在電場力的作用下，電子在腔室內(nèi)加速并與氬原子碰撞，產(chǎn)生ar離子和電子雪崩效應，ar離子被加速并轟擊靶材表面，導致靶材表面的原子或分子被濺射出來，濺射出的粒子在飛向基材的過程中，會與氣體分子發(fā)生碰撞而失去部分能量，但大部分粒子仍能保持較高的能量狀態(tài)；

35、(5)高能量的粒子即激活態(tài)的靶材粒子在磁場力的作用下，被引導并沉積在基底材料上，形成均勻的薄膜層。

36、更進一步地，所述s500包括：

37、s501,光刻膠去除：使用甲苯和丙醇有機溶劑，對金屬基體上的光刻膠進行浸泡、清洗和沖洗，徹底去除殘留的光刻膠；

38、s502，清洗與干燥：再次使用去離子水清洗劑對金屬基體進行清洗，去除有機溶劑殘留，并通過干燥設備將基體徹底干燥；

39、s503，加熱晶化：將干燥后的金屬微納器件置于加熱爐中，進行加熱處理，使非晶合金涂層在高溫下發(fā)生晶化反應，提高涂層與基體之間的結合力。

40、更進一步地，所述s503加熱晶化的具體步驟為：

41、(1)將涂有非晶合金的基體樣品置于加熱設備中，設定好加熱溫度和升溫速率，并啟動加熱設備；

42、(2)當樣品達到預定的晶化溫度后，進入保溫階段，在保溫過程中，非晶合金涂層中的原子開始重新排列，形成有序的晶體結構；

43、(3)保溫結束后，開始對樣品進行冷卻，控制好冷卻速率，以獲得所需的晶化效果，待樣品逐漸降至室溫后，取出并進行后續(xù)處理和測試。

44、更進一步地，所述s600包括：

45、s601，外觀檢查：使用光學顯微鏡和sem工具，對加工后的金屬微納器件進行外觀檢查，確認凸起微納特征的形狀、尺寸和分布是否符合設計要求；

46、s602，性能測試：通過力學測試、電性能測試、熱性能測試手段，對金屬微納器件的性能進行全面評估；

47、s603，數(shù)據(jù)分析與總結：收集并整理加工過程中的各項數(shù)據(jù)，包括表面粗糙度、涂層厚度、結合力的關鍵指標，進行數(shù)據(jù)分析與總結，為后續(xù)工藝優(yōu)化提供依據(jù)。

48、與現(xiàn)有技術相比，該一種基于非晶合金的凸起微納特征加工工藝具備如下

49、有益效果：

50、一、本發(fā)明采用等離子束和磁控濺射技術，有效激活非晶合金靶材，并實現(xiàn)了在金屬基體上均勻噴涂形成凸起微納特征，不僅提高了非晶合金涂層與金屬基體之間的結合力，還通過后續(xù)的加熱處理促進了非晶合金的晶化，進一步增強了涂層的硬度和耐磨性，延長了微納器件的使用壽命，并拓寬了其應用領域。

51、二、本發(fā)明通過金屬表面拋光和光刻膠涂覆技術，結合高精度的曝光與顯影處理，成功在金屬基體上精確形成了設計所需的凸起微納結構模板，其納米級別的表面拋光確保了基底的平整度，為后續(xù)加工提供了高質量的基底，而光刻膠的均勻涂覆及精確的曝光顯影，則確保了凸起微納結構的精確復制，避免了傳統(tǒng)加工方法可能產(chǎn)生的誤差和缺陷。

52、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。