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LIGA與準LIGA技術(shù)

1986年德國W.Ehrfeld教授首先開(kāi)發(fā)了進(jìn)行三維微細加工最有前途的方法——LIGA技術(shù)。

——LI，Lithographier，即深度X射線(xiàn)刻蝕；

——G，Galvanformug，即電鑄成型；

——A，Abformug，即塑料鑄膜。

LIGA技術(shù)是深度X射線(xiàn)刻蝕、電鑄成型、塑料鑄膜等技術(shù)的完美結合。LIGA工藝問(wèn)世以來(lái)，被認為是最有前途的三維微細加工技術(shù)。

1、LIGA技術(shù)是微細加工的一種新方法，它的典型工藝流程如上圖所示。

（1）深度X射線(xiàn)刻蝕：首先利用深度同步輻射X射線(xiàn)在數百微米后的PMMA光刻膠上刻蝕出較大深寬比的光刻膠圖形，高寬比一般達到100。

（2）電鑄成型及制膜：利用光刻膠層下面的金屬膜作為電極進(jìn)行電鍍，將顯影后的光刻膠所形成的三維立體結構間隙用金屬填充，直到光刻膠上面完全覆蓋了金屬為止，形成一個(gè)與光刻圖形互補穩定的相反結構圖形。

（3）注模復制（塑鑄）

由于深度X射線(xiàn)光刻的代價(jià)太大，所以，在批量生產(chǎn)中，采用子母模的辦法。塑鑄為大批量生產(chǎn)電鑄產(chǎn)品提供了塑料鑄模。

2、與傳統微細加工方法比，用LIGA技術(shù)進(jìn)行超微細加工有如下特點(diǎn)：

（1）可制造有較大深寬比的微結構；

（2）取材廣泛，可以是金屬、陶瓷、聚合物、玻璃等；

（3）可制作任意復雜圖形結構，精度高；

（４）可重復復制，符合工業(yè)上大批量生產(chǎn)要求，成本低。

3、LIGA技術(shù)的應用與發(fā)展

（1）德國美茵茲技術(shù)研究所（IMM）開(kāi)發(fā)除使用準分子激光燒蝕與LIGA技術(shù)結合的新加工工藝。

（2）歐共體1992年啟動(dòng)一個(gè)稱(chēng)為MAXIMA多國協(xié)作研究項目，目標是研制一個(gè)三維集成加速度傳感器。它是在X方向、Y方向由LIGA工藝制造的加速度傳感器陣列，與在Z方向的硅加速度傳感器陣列集成在同一硅片而成，是LIGA技術(shù)與硅微機械技術(shù)的完美結合。

（3）美國威斯康興大學(xué)HenryGuckel教授領(lǐng)導的研究小組對LIGA技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出SLIGA技術(shù)。僅僅利用LIGA技術(shù)的典型工藝還不能制造出有活動(dòng)要求的可動(dòng)微結構。引入犧牲層腐蝕技術(shù)，可以大大拓寬LIGA技術(shù)應用零用，為任意幾何形狀可動(dòng)的三維結構制作開(kāi)辟了道路。

（4）1995年上海交通大學(xué)利用LIGA技術(shù)研制出直徑2mm的電磁微馬達的樣機。

（5）上海冶金所用一般厚正性光刻膠，深UV（紫外光）曝光的準LIGA技術(shù)，電鑄厚的微結構可達10μm，而且零件表面光潔，側面陡直。

（6）德國Microparts公司已獲許應用LIGA技術(shù)制造下一代噴墨打印機的噴嘴。這種新型打印機將具有96nm-1分辨率，噴墨密度將是目前一代噴墨打印機的4倍。

4、準LIGA技術(shù)

由于LIGA技術(shù)需要昂貴的深度同步輻射X射線(xiàn)光源和制作復雜的X光掩模，所以LIGA技術(shù)推廣應用并不容易，而且與IC工藝不兼容。1993年Allen提出用光敏聚酰亞胺實(shí)現準LIGA技術(shù)。

      準LIGA技術(shù)利用常規的紫外光光刻設備和掩模，制作高深比微金屬結構的方法。準LIGA的工藝過(guò)程除了所用的光刻光源和掩模外，與LIGA工藝基本相同。用準LIGA技術(shù)既可以制造高深寬比的微機構，又不需要昂貴的同步輻射X射線(xiàn)源和特制的LIGA掩膜版，對設備的要求低得多；另外，它與集成電路工藝的兼容性也要好的多，因此，準LIGA技術(shù)得到了很大的發(fā)展。準LIGA工藝流程如圖所示。

準LIGA工藝的工藝過(guò)程：

（a）       紫外光光刻成模

（b）       電鑄或化學(xué)鍍及制模

（c）       塑鑄

5、多層光刻膠工藝在準LIGA工藝中的應用

由于一般情況下用紫外光對光刻膠進(jìn)行大劑量的曝光時(shí)，光刻膠不能太厚，而且顯影后光刻膠圖形的側壁陡制度不好。為此，將多層光刻膠工藝應用于準LIGA技術(shù)上進(jìn)行光刻，可以得到較高的光刻分辨率。多層光刻膠工藝有兩種，如兩層光刻膠工藝、三層光刻膠工藝等。其中，三層光刻膠工藝師應用最多的一種多層光刻膠工藝。

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