LIGA — Уникальная технология создания микроструктур
LIGA — это уникальная технология, используемая для создания микроструктур с высоким соотношением сторон. Этот термин является аббревиатурой на немецком языке, которая расшифровывается как литография, гальванопокрытие и формовка. В данной статье мы подробно рассмотрим процесс LIGA, его этапы, технологии и применение, а также его значение в современном производстве и науке.
Обзор технологии LIGA
Процесс LIGA состоит из трех основных этапов: литографии, гальванопокрытия и формовки. Существует две ключевые технологии, используемые в LIGA: X-Ray LIGA и UV LIGA. X-Ray LIGA использует рентгеновские лучи, создаваемые синхротроном, для формирования структур с высоким соотношением сторон. Этот метод позволяет достигать высокой точности и детализации. В то время как UV LIGA, более доступный и менее сложный метод, использует ультрафиолетовый свет для создания структур с относительно низким соотношением сторон.
Рентгеновская LIGA
X-Ray LIGA была разработана в начале 1980-х годов группой ученых под руководством Эрвина Вилли Беккера и Вольфганга Эрфельда в Институте ядерной инженерии в Карлсруэ, Германия. Этот метод стал одним из первых, который позволил создавать индивидуальные структуры с высоким соотношением сторон и высокой точностью. В процессе используется полимерный фоторезист, чувствительный к рентгеновским лучам, обычно это полиметилметакрилат (ПММА).
Фоторезист наносится на электропроводящую подложку и подвергается воздействию рентгеновских лучей через маску, частично покрытую материалом, поглощающим рентгеновские лучи. После этого происходит химическое удаление экспонированного фоторезиста, что приводит к образованию трехмерной структуры. Эта структура может быть заполнена металлом с помощью электроосаждения. Уникальность метода LIGA заключается в его способности создавать микроструктуры с высокой точностью и разнообразием материалов, включая металлы, пластики и керамику.
УФ LIGA
UV LIGA использует более доступный источник ультрафиолетового света, например, ртутную лампу, для экспонирования полимерного фоторезиста, обычно SU-8. Этот метод значительно дешевле, чем рентгеновская LIGA, поскольку не требует сложных рентгеновских масок. Однако UV LIGA не так эффективен в производстве точных форм и используется в тех случаях, когда важна низкая стоимость и не требуется высокое соотношение сторон.
Подробности процесса LIGA
Маска
Маски для рентгеновской LIGA состоят из прозрачного носителя с низким атомным номером, узорчатого поглотителя с высоким атомным номером и металлического кольца для выравнивания. Эти маски должны быть изготовлены из материалов с высокой теплопроводностью, чтобы минимизировать температурные градиенты, возникающие при рентгеновском облучении. Наиболее подходящими материалами для масок являются стекловидный углерод и графит, которые обеспечивают низкую шероховатость боковых стенок.
Субстрат
Подложка, на которую наносится фоторезист, может быть выполнена из различных материалов
