專利名稱：具有疏水外表面的三維形狀結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有疏水外表面的三維結(jié)構(gòu)的制造方法，更具體地，涉及一種用 來執(zhí)行表面處理工藝和復(fù)型步驟(implication step)以在三維結(jié)構(gòu)的外表面上提供疏水 性的三維結(jié)構(gòu)制造方法。相關(guān)技術(shù)描述通常，由金屬或聚合物形成的固態(tài)主體的表面具有固有的表面能，該表面能通過 液體材料與該固態(tài)材料接觸時(shí)該固態(tài)主體和液體之間的接觸角(contact angle)顯示。該 液體可包括水、油等，并且在下文中，水將被作為該液體的實(shí)施例。當(dāng)接觸角小于90°時(shí)，顯 示出其中球狀水滴散失在該固態(tài)主體的表面上以潤濕該表面的親水性。另外，當(dāng)接觸角大 于90°時(shí)，顯示出其中球狀水滴被保持在該固態(tài)主體表面上以在該表面上跑動(rim)的疏 水性。疏水性的一個(gè)實(shí)例是，在荷花的葉子表面上跑動的水滴流動而不潤濕葉子。進(jìn)一步，當(dāng)對固態(tài)主體表面進(jìn)行處理以具有微小突起和凹陷時(shí)，該表面的接觸角 就會改變。也即，當(dāng)表面被處理過后，接觸角小于90°的親水表面的親水性可能增加，接觸 角大于90°的疏水表面的疏水性可能增加。該固態(tài)主體的親水表面或疏水表面可被應(yīng)用至具有三維形狀的各種產(chǎn)品。特別 地，由于液體可以不潤濕該疏水表面且其在外力作用下可以很容易地流動，該液體的量和 速度可以增加，且因此該疏水表面可被應(yīng)用至具有三維形狀的各種產(chǎn)品。也即，當(dāng)該疏水表面被應(yīng)用至諸如魚雷、潛水艇和船舶的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以降低施加在 該結(jié)構(gòu)外表面的流動阻力。相應(yīng)地，具有疏水表面的結(jié)構(gòu)在相同的推進(jìn)力下比常規(guī)結(jié)構(gòu)行 進(jìn)地更快。此外，由于在該結(jié)構(gòu)的疏水表面上的流速高，異物(foreign material)不會在 該表面上積聚。另外，當(dāng)該疏水表面被應(yīng)用至諸如車輛的結(jié)構(gòu)的外表面時(shí)，與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比空氣 阻力可以被減小。因此，具有疏水表面的車輛在相同的推進(jìn)力下比常規(guī)結(jié)構(gòu)行進(jìn)地更快。將疏水表面應(yīng)用至具有三維形狀的結(jié)構(gòu)的技術(shù)依賴于應(yīng)用半導(dǎo)體制造技術(shù)的微 機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)工藝。該MEMS工藝是一種應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)的先進(jìn)機(jī)械工程技術(shù)。然而， 用于該半導(dǎo)體工藝的設(shè)備非常昂貴。為了在固態(tài)金屬主體的表面形成納米級的突起和凹 陷，必須進(jìn)行無法在普通工作環(huán)境下實(shí)施的多種工藝，例如氧化金屬表面的工藝、施加恒定 溫度及恒定電壓的工藝，以及使用特殊溶液進(jìn)行氧化和蝕刻的工藝。也就是說，為了進(jìn)行這 些工藝，需要特別設(shè)計(jì)的凈化室以及需要用于執(zhí)行所述工藝的多種昂貴設(shè)備。盡管疏水表 面具有各種優(yōu)點(diǎn)，但是由于疏水表面的制造局限性其還未被廣泛地使用。
此背景部分中所公開的上述信息僅用來加深對本發(fā)明背景的理解，因此其可能包 含不構(gòu)成在該國家對本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)領(lǐng)域人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于提供一種具有以降低的成本和簡化的工藝形成的疏水表面的三維 結(jié)構(gòu)的制造方法。另外，本發(fā)明致力于提供一種具有疏水外表面的三維結(jié)構(gòu)的制造方法，該疏水外 表面可被應(yīng)用至魚雷、潛水艇、船舶以及車輛的外表面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，一種具有疏水外表面的三維結(jié)構(gòu)的制造方法 包括金屬構(gòu)件準(zhǔn)備步驟，用于準(zhǔn)備一具有相應(yīng)于該三維結(jié)構(gòu)的尺寸的內(nèi)部空間的金屬構(gòu) 件；陽極氧化步驟，用于陽極氧化該金屬構(gòu)件以及在該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成微小孔； 復(fù)型步驟，用于在該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上涂覆一種非潤濕聚合物材料以及使該非潤濕聚合 物材料形成相應(yīng)于所述微小孔的一個(gè)復(fù)型結(jié)構(gòu)(implication structure)；結(jié)構(gòu)形成步驟， 用于將結(jié)構(gòu)形成材料(structure forming material)附著在金屬構(gòu)件中的復(fù)型結(jié)構(gòu)的暴 露表面上；以及蝕刻步驟，用于蝕刻且除去該金屬構(gòu)件以獲得疏水外表面。該三維結(jié)構(gòu)的制造方法還包括用于在該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成微小突起和凹 陷的顆粒噴射步驟，并且該顆粒噴射步驟在金屬構(gòu)件準(zhǔn)備步驟和陽極氧化步驟之間進(jìn)行。在該顆粒噴射步驟中，微小顆粒撞擊該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面以形成所述微小突起和 凹陷。在陽極氧化步驟中，該金屬構(gòu)件被浸入一個(gè)包含電解質(zhì)溶液的陽極氧化設(shè)備中， 一個(gè)電極被應(yīng)用至該金屬構(gòu)件，并且形成了具有所述微小孔的陽極氧化層。在該陽極氧化 步驟中，一種電解質(zhì)溶液被填充至該金屬構(gòu)件的內(nèi)部空間，一個(gè)電極被應(yīng)用至該金屬構(gòu)件， 并且形成了具有所述微小孔的陽極氧化層。在復(fù)型步驟中，該非潤濕聚合物材料被提供至該金屬構(gòu)件的微小孔，并且該復(fù)型 結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相應(yīng)于所述微小孔的柱狀物(columns)。在復(fù)型步驟中，該多個(gè)柱狀物部分地 彼此粘連以形成多個(gè)群組(groups)。在結(jié)構(gòu)形成步驟中，該結(jié)構(gòu)形成材料具有粘附性(adhesion)以被附著在與該復(fù) 型結(jié)構(gòu)接觸的表面上，并且其具有柔性以便被附著至該復(fù)型結(jié)構(gòu)的曲面上。 在蝕刻步驟中，該金屬構(gòu)件被濕蝕刻(wet-etched)?？梢孕纬删哂性撌杷獗砻娴亩鄠€(gè)結(jié)構(gòu)，并且這些結(jié)構(gòu)可以被結(jié)合在一起。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種具有疏水外表面的三維結(jié) 構(gòu)的制造方法的流程圖。圖2是表示圖1所示的制造方法的圖像的示意圖。圖3是表示圖2(b)所示的在金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成微小的突起和凹陷的步驟 的示意圖。圖4是表示圖2(c)所示的陽極氧化步驟中在金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成陽極氧化 層的步驟的示意圖。
圖5是表示通過進(jìn)行另一個(gè)陽極氧化步驟而在金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成陽極氧 化層的步驟的示意圖。圖6是表示在圖4或圖5所示的在金屬構(gòu)件上進(jìn)行陽極氧化步驟之后位于微小突 起和凹陷的表面上的陽極氧化層的微小孔的示意圖。圖7是表示用于形成相應(yīng)于在該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上陽極氧化層的微小孔的一 個(gè)復(fù)型結(jié)構(gòu)的步驟的示意圖。圖8是表示沿著圖7中的線VIII-VIII所取的復(fù)型設(shè)備的橫截面圖。圖9是表示圖1中示出的制造方法的步驟的示意圖，并且圖9還顯示了用于將具 有疏水外表面的結(jié)構(gòu)附著在一起的步驟。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，簡明地通過圖解的方式僅顯示和描述了本發(fā)明的特定示例 性實(shí)施方案。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到的，所描述的實(shí)施方案可通過各種不同的方式改 型，所有這些改型都不背離本發(fā)明的主旨或者范圍。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的具有疏水外表面的三維結(jié)構(gòu)的 制造方法的流程圖。如圖1所示，由于在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的具有疏水內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)的制造 方法中進(jìn)行了步驟Sl—金屬構(gòu)件準(zhǔn)備、步驟S2——小顆粒噴射、步驟S3——陽極氧化、 步驟S4——復(fù)型、步驟S5——結(jié)構(gòu)成形以及步驟S6——金屬構(gòu)件蝕刻，與常規(guī)的微機(jī)電系 統(tǒng)(MEMS)工藝相比，該具有疏水內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)可由降低的成本簡單地制造。此外，在根據(jù) 本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的制造方法中，疏水性可在任意三維結(jié)構(gòu)的外表面處實(shí)現(xiàn)。圖2是表示圖1所示的制造方法的圖像的示意圖。如圖2所示，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，設(shè)置了具有相應(yīng)于該三維結(jié)構(gòu)的尺寸 的內(nèi)部空間111的金屬構(gòu)件110。也即，該金屬構(gòu)件110起該三維結(jié)構(gòu)的模架的功能，并且 該內(nèi)部空間111具有一個(gè)內(nèi)表面，該內(nèi)表面與該三維結(jié)構(gòu)的外部形狀相同。在根據(jù)本示例性實(shí)施方案的示例性實(shí)施方案的制造方法的預(yù)備工藝中，金屬構(gòu) 件110的內(nèi)表面通過使用一種溶液來被電拋光(electro-polished)，所述溶液通過將 高氯酸和乙醇以1 4的體積比來組合而獲得，并且該金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面被平坦化 (planarized) 0圖3是表示在圖2(b)中示出的金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成微小突起和凹陷的步驟 的示意圖。如圖1、圖2和圖3所示，在三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，在步驟S2——小顆粒噴射中， 噴射微小顆粒11以在金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面上形成微小突起和凹陷114。一顆粒噴射單元 10被用來執(zhí)行該步驟S2——小顆粒噴射。該顆粒噴射單元10以一預(yù)定的速度和一預(yù)定的 壓力將微小顆粒11噴射至金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面。根據(jù)將要在金屬構(gòu)件110上形成的微小突起和凹陷114的設(shè)計(jì)尺寸，該微小顆 粒11的噴射速度和壓力可以變化。也即，該微小突起和凹陷114的尺度(scale)由凹陷 (凹)112的深度以及突起(凸)113的高度、或突起(凸)113之間的距離來確定。該微小 突起和凹陷114的尺度可根據(jù)顆粒噴射單元10的噴射速度和噴射壓力、以及微小顆粒11
5的尺寸而變化，并且影響微小突起和凹陷114的尺度的所述噴射速度和壓力以及微小顆粒 的尺寸都是被預(yù)先設(shè)計(jì)的，因此微小顆粒11的尺寸可以被改變。微小顆粒11撞擊金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面，通過撞擊能量在金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面 上形成微小突起和凹陷114。在這種情況下，需要將微小顆粒11均勻地噴射在金屬構(gòu)件110 的內(nèi)表面上，以在金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面上均一地形成微小突起和凹陷114。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，一用于噴射砂粒的噴砂機(jī)被用作顆粒噴射單元 10，以噴射小顆粒一諸如金屬球而不是砂粒。圖4是表示在圖2(c)所示的陽極氧化步驟中在金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成陽極氧 化層的步驟的示意圖。如圖1、圖2和圖4所示，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，進(jìn)行了用于陽極氧化金屬 構(gòu)件110以在金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面上形成微小孔的陽極氧化步驟S3。在陽極氧化步驟 中，當(dāng)金屬構(gòu)件110被浸入電解質(zhì)溶液22中且應(yīng)用一電極時(shí)，一個(gè)具有微小孔的陽極氧化 層120在該金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面上形成。相應(yīng)地，在該陽極氧化步驟中，可以形成比在金 屬構(gòu)件110上形成的微小突起和凹陷114更微小的納米級的微小孔。圖4中所示的陽極氧化設(shè)備20被用來進(jìn)行本發(fā)明示例性實(shí)施方案中的陽極氧化 步驟。在該陽極氧化設(shè)備20的主體21的內(nèi)部存儲空間中提供了一種電解質(zhì)溶液22 (例如， 0. 3M乙二酸C2H2O4或者磷酸)，并且金屬構(gòu)件110和另一金屬構(gòu)件23被浸入電解質(zhì)溶液22 中。該陽極氧化設(shè)備20包括一個(gè)能量供給單元24，金屬構(gòu)件110被連接至該能量供給單元 24的陽極和陰極中的一個(gè)，由鉬(platinum)材料制成的金屬構(gòu)件23被連接至該能量供給 單元24的另一電極。在此，任何材料都可被用于金屬構(gòu)件23，如果該材料是一個(gè)可向其應(yīng) 用電源的導(dǎo)體。隨后，當(dāng)金屬構(gòu)件110和金屬構(gòu)件23被保持為在其間具有一個(gè)預(yù)定的距離 時(shí)，能量供給單元24施加一個(gè)預(yù)定的恒定電壓。在這種情況下，電解質(zhì)溶液22被保持在一 個(gè)預(yù)定的溫度(例如，15°C )，并且一個(gè)攪動器(stirrer)被用來攪動溶液以防止溶液濃度 出現(xiàn)偏移(deflection)。由此，作為陽極氧化層120的氧化鋁(alumina)在金屬構(gòu)件110 上形成。在陽極氧化步驟之后，金屬構(gòu)件110被從電解質(zhì)溶液22中移除，該金屬構(gòu)件在去 離子(deionized)水中被清洗一預(yù)定的時(shí)間，并且在一預(yù)定時(shí)間中(例如，約一小時(shí))以一 預(yù)定溫度進(jìn)行干燥。因此，不僅在步驟S2——小顆粒噴射中，在金屬構(gòu)件110上形成了微小突起和凹 陷114，而且在步驟S2——陽極氧化中，在陽極氧化層120上形成了比微小突起和凹陷114 更微小的納米級的微小孔121，如圖6所示。圖5是表示通過進(jìn)行另一陽極氧化步驟而在金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成陽極氧化 層的步驟的示意圖。如圖1、圖2和圖5所示，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，當(dāng)金屬構(gòu)件110比預(yù)定尺寸 大時(shí)，圖4中所示的陽極氧化設(shè)備20不能容納該金屬構(gòu)件110。在這種情況下，在該三維 結(jié)構(gòu)的制造方法中，電解質(zhì)溶液22填充金屬構(gòu)件110的內(nèi)部空間111以進(jìn)行該陽極氧化步 驟。也即，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，金屬構(gòu)件110和鉬材料制成的金屬構(gòu)件23被分別 地連接至能量供給單元24的電極，且施加一個(gè)恒定電壓。如圖5所示，在該三維結(jié)構(gòu)的制 造方法中，如所述的，該陽極氧化步驟可在沒有附加的陽極氧化設(shè)備的情況下進(jìn)行，并且不 相對于除該金屬構(gòu)件110的內(nèi)部空間111以外的區(qū)域進(jìn)行該陽極氧化步驟。因此，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，可以在圖5所示的步驟中形成這樣的陽極氧化層120，其具有比在金 屬構(gòu)件110上形成的微小突起和凹陷114更微小的納米級的微小孔121。圖7是表示用來形成相應(yīng)于金屬構(gòu)件內(nèi)表面上的陽極氧化層的微小孔的復(fù)型結(jié) 構(gòu)的步驟的示意圖，且圖8是表示沿圖7中的線VIII-VIII所取的復(fù)型設(shè)備的橫截面圖。如圖1、圖2、圖7和圖8所示，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，進(jìn)行了用于在金屬構(gòu) 件110的內(nèi)部空間上涂覆非潤濕聚合物材料以使該非潤濕聚合物材料形成相應(yīng)于金屬構(gòu) 件Iio的微小孔121的復(fù)型結(jié)構(gòu)130的復(fù)型步驟4。復(fù)型設(shè)備30包括一主體31、一在主體31中具有預(yù)定存儲空間的存儲部分32、一 設(shè)置在存儲部分32中的非潤濕聚合物溶液33、以及一設(shè)置在主體31的側(cè)表面上以使存儲 部分32的非潤濕聚合物溶液33固化的冷卻單元34。在復(fù)型設(shè)備30中，金屬構(gòu)件110作為復(fù)型框架被浸入非潤濕聚合物溶液33中，并 且該非潤濕聚合物材料被涂覆在金屬構(gòu)件110的外表面上。也即，該非潤濕聚合物溶液33 被提供至金屬構(gòu)件110的微小孔121中，并且圍繞金屬構(gòu)件110的非潤濕聚合物材料被復(fù) 型設(shè)備30的冷卻單元34固化。如所描述的，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，由于非潤濕聚 合物材料被涂覆在金屬構(gòu)件110的內(nèi)表面上，該非潤濕聚合物材料形成具有相應(yīng)于微小孔 121的形狀的陰極形狀(cathode shape)表面的復(fù)型結(jié)構(gòu)130。也即，由于復(fù)型結(jié)構(gòu)130具 有相應(yīng)于微小孔121的陰極形狀的陽極形狀(anode shape)表面，該復(fù)型結(jié)構(gòu)130具有多 個(gè)柱狀物。在這種情況下，非潤濕聚合物溶液33由聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)共 聚物以及過氟烷氧基(PFA)中的至少一種材料形成。然而，當(dāng)金屬構(gòu)件110比在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法的復(fù)型步驟S4中的預(yù)定尺寸大 時(shí)，圖7所示的復(fù)型設(shè)備30不可容納該金屬構(gòu)件110。在這種情況下，在該三維結(jié)構(gòu)的制造 方法中，非潤濕聚合物溶液33填充金屬構(gòu)件110的內(nèi)部空間111，并且非潤濕聚合物溶液 33通過為金屬構(gòu)件110設(shè)立的溫度被冷卻以使該非潤濕聚合物材料固化。如所描述的，在 該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，復(fù)型結(jié)構(gòu)130可以在金屬構(gòu)件110的陽極氧化層120上形成，而 不需要附加的復(fù)型設(shè)備30。隨后，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，如圖2(e)所示，進(jìn)行用于將結(jié)構(gòu)形成材料140 附著至復(fù)型結(jié)構(gòu)130的暴露表面上的結(jié)構(gòu)形成步驟S5。該結(jié)構(gòu)形成材料140具有附著性 以被附著至與復(fù)型結(jié)構(gòu)130接觸的表面，并且其具有柔性以便被附著在復(fù)型結(jié)構(gòu)130的 曲面上。也即，將該三維結(jié)構(gòu)的制造方法應(yīng)用至三維形狀——諸如魚雷、潛水艇、船舶以及 車輛——時(shí)，需要使用一種用于柔性地附著在該三維結(jié)構(gòu)的外部部分上的材料。丙烯醛基 (acryl)薄膜可以被用于結(jié)構(gòu)形成材料140，但并不局限于此，而是可以使用用于柔性地附 著在該三維結(jié)構(gòu)的部分上的各種材料。隨后，在該三維結(jié)構(gòu)的制造方法中，如圖2 (f)所示，進(jìn)行用于蝕刻金屬構(gòu)件110和 陽極氧化層120的蝕刻步驟S6，且因此獲得了具有由復(fù)型結(jié)構(gòu)130和結(jié)構(gòu)形成材料140形 成的疏水外表面的結(jié)構(gòu)100。在蝕刻步驟中，金屬構(gòu)件110和陽極氧化層120被移除。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例 性實(shí)施方案，如圖2 (f)所示，復(fù)型結(jié)構(gòu)130和結(jié)構(gòu)形成材料140保留，具有疏水外表面的結(jié) 構(gòu)100包括復(fù)型結(jié)構(gòu)130上多個(gè)柱狀物，以及所述多個(gè)柱狀物部分地彼此粘連以形成多個(gè)CN 群組。也即，由于復(fù)型結(jié)構(gòu)130的內(nèi)表面以與荷花的葉子的斷面相同的斷面形式形成，提供 了親水性被最小化的疏水性，且因此與液體的接觸角被顯著地增大至大于160°。圖9是表示圖1中所示的制造方法的步驟的示意圖，并且圖9還顯示了用于將具 有疏水外表面的結(jié)構(gòu)附著在一起的步驟。圖9中所示的三維結(jié)構(gòu)的制造方法基本上與圖1所示的步驟相同，除了金屬構(gòu)件 210的形狀不同于圖2中所示的金屬構(gòu)件110的形狀。也即，金屬構(gòu)件210具有對應(yīng)于該 被制造的三維結(jié)構(gòu)的一部分的內(nèi)部空間211。在該被制造的三維結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行圖9(b)中 所示的微小顆粒噴射步驟、圖9(c)中所示的陽極氧化步驟、圖9(d)中所示的復(fù)型步驟、圖 9(e)中所示的結(jié)構(gòu)形成步驟以及圖9(f)中所示的蝕刻步驟，以形成具有疏水外表面的結(jié) 構(gòu)201。具有疏水外表面的結(jié)構(gòu)201是將要被制造的三維結(jié)構(gòu)的一部分。相應(yīng)地，在該三維 結(jié)構(gòu)的制造方法中，制造多個(gè)具有疏水外表面的結(jié)構(gòu)201和202，該結(jié)構(gòu)201和202被附著 在一起，且最終制造出一個(gè)三維結(jié)構(gòu)200。在此，參考標(biāo)記220表示一陽極氧化層，參考標(biāo)記230表示一復(fù)型結(jié)構(gòu)，以及參考 標(biāo)記240表示一種結(jié)構(gòu)形成材料。如所描述的，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，疏水性可以被提供至三維結(jié)構(gòu)的外 表面，而不需要使用常規(guī)MEMS工藝所需的高成本設(shè)備，且制造成本降低以及制造工藝被簡 化。另外，由于空間限制，很難向具有大表面的三維結(jié)構(gòu)的外表面提供疏水性，但是在 本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，可以向具有大表面的三維結(jié)構(gòu)的外表面——諸如魚雷、潛水 艇、船舶以及車輛——提供疏水性，而沒有空間的限制。盡管已結(jié)合目前被認(rèn)為實(shí)際可行的示例性實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的 是，本發(fā)明并不限于在此公開的實(shí)施方案，相反地，本發(fā)明旨在覆蓋包括在所附的權(quán)利要求 的主旨和范圍內(nèi)的各種改型和等價(jià)布置。
權(quán)利要求
一種具有疏水外表面的三維結(jié)構(gòu)的制造方法，包括準(zhǔn)備一具有相應(yīng)于該三維結(jié)構(gòu)的尺寸的內(nèi)部空間的金屬構(gòu)件；陽極氧化該金屬構(gòu)件以及在該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成微小孔；通過在該金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上涂覆一種非潤濕聚合物材料以形成一復(fù)型，且使該非潤濕聚合物材料形成相應(yīng)于所述微小孔的復(fù)型結(jié)構(gòu)；通過將一種結(jié)構(gòu)形成材料附著至該金屬構(gòu)件中的所述復(fù)型結(jié)構(gòu)的暴露表面上以形成一結(jié)構(gòu)；以及蝕刻且除去該金屬構(gòu)件以獲得一個(gè)疏水外表面。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，還包括噴射顆粒以在所述金屬構(gòu)件的內(nèi)表面上形成 微小突起和凹陷。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中微小顆粒撞擊所述金屬構(gòu)件的內(nèi)表面以形成所 述微小突起和凹陷。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述金屬構(gòu)件被浸入一個(gè)包括一種電解質(zhì)溶液 的陽極氧化設(shè)備中，一個(gè)電極被應(yīng)用至該金屬構(gòu)件，以及形成了一個(gè)具有所述微小孔的陽極氧化層。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中一種電解質(zhì)溶液填充該金屬構(gòu)件的內(nèi)部空間， 一個(gè)電極被應(yīng)用至該金屬構(gòu)件，以及形成了一個(gè)具有所述微小孔的陽極氧化層。
6.如權(quán)利要求4或5所述的制造方法，其中所述電解質(zhì)溶液是乙二酸C2H204溶液和磷 酸溶液中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述非潤濕聚合物材料被提供至該金屬構(gòu)件的 所述微小孔，以及該復(fù)型結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相應(yīng)于所述微小孔的柱狀物。
8.如權(quán)利要求7所述的制造方法，其中所述多個(gè)柱狀物部分地彼此粘連以形成多個(gè)群組。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中非潤濕聚合物溶液由聚四氟乙烯(PTFE)、氟化 乙丙烯(FEP)共聚物和過氟烷氧基(PFA)中的至少一種材料形成。
10.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述結(jié)構(gòu)形成材料具有粘附性以被附著在與 該復(fù)型結(jié)構(gòu)接觸的表面上。
11.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中所述結(jié)構(gòu)形成材料具有柔性以便被附著在該 復(fù)型結(jié)構(gòu)的曲面上。
12.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述金屬構(gòu)件被濕蝕刻。
13.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中形成了具有該疏水外表面的多個(gè)結(jié)構(gòu)，且這些 結(jié)構(gòu)被結(jié)合在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于進(jìn)行表面處理工藝的三維結(jié)構(gòu)的制造方法，以及一個(gè)在該三維結(jié)構(gòu)的外表面上提供疏水性的復(fù)型步驟。在該制造方法中，可以向該三維結(jié)構(gòu)的外表面提供疏水性，而不使用在常規(guī)MEMS工藝中所需的高成本設(shè)備，且該制造成本被降低以及該制造工藝被簡化。另外，由于空間限制，很難向具有大表面的三維結(jié)構(gòu)的外表面提供疏水性，但在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，可以向具有大表面的三維結(jié)構(gòu)的外表面——諸如魚雷、潛水艇、船舶以及車輛——提供疏水性，而沒有空間限制。
文檔編號C25D11/00GK101918620SQ200880123181
公開日2010年12月15日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者樸賢哲, 李尚珉, 李建弘, 林根培, 金東顯, 金東燮, 金俊源, 黃云峰 申請人:浦項(xiàng)工科大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)