UV-LIGA工艺流图

微电铸中电铸液的发展现状和趋势摘要：本文首先阐述了微电铸技术的发展历史和现状，然后介绍了它的原理。

重点说明了电铸液的成分，最后介绍了微电铸未来的发展趋势。

关键词：微电铸；电铸液1.引言微电铸工艺（microelectroforming technology）是在传统电铸工艺的基础上建立起来的新概念，具有微小结构成型、复杂结构成型、高精度和批量生产等突出优点。

微电铸工艺是LIGA\UV-LIGA 技术的核心内容，在MEMS技术和微、纳米制造领域中有着良好的应用前景。

作为一种先进的制造技术，微电铸工艺主要用于制作各种精密、异型、复杂、微细等难以用传统加工方法制得的或加工成本很高的结构，适用于航空、航天、核工业、仪器仪表、微型机械等高新技术领域，并受到日益广泛的关注2.微电铸技术的发展历史1838年，苏联的耶可夫教授在石膏芯模上涂敷石蜡，通过石墨使其表面具有导电性，制成了电铸铜产品。

日本昭和初年，京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜、在绝缘体上电镀等方面的研究。

但是，早期由于电铸芯模的制作不仅制造技艺要求高、操作工艺繁琐，而且母型易破损，难以制出精致的复制品，所以电铸的应用范围十分有限。

20世纪中后期，随着电铸芯模材料的发展和制造技术的提高，电铸作为一项特种加工工艺方法，开始广泛应用于国民生产生活的各个方面，在欧美己用于制造火箭喷气发动机冷却室、太阳能储能飞轮，在日本用于汽车内饰件的制造，电子工业中印刷焊膏和胶粘剂模板。

国内的许多科研单位也对电铸工艺进行了大量的研究．较多应用于表面彤貌复杂的零件和各种模具的制造上。

微细电铸工艺随着MEMS工艺的发展而产生，在继承传统电铸工艺特点的同时，结合了集成电路加工工艺，受到了广泛的关注。

微细电铸技术与传统电铸技术有着相同的原理和相似的工艺过程，由于该项技术广泛用于制作微器件或者微结构，更多的涉及微米级尺度的问题，与传统大器件电铸有着显著的差别，对环境干扰有着更强的响应。

微电铸的工艺参数等探究0 前言微电铸工艺(microelect roforming technology) 是在传统电铸工艺的基础上建立起来的新概念,具有微小结构成型、复杂结构成型、高精度和批量生产等突出优点，它既可以看作是在微细加工模具基础上的传统电铸技术的延伸，也可以认为是掩膜电镀在高深宽比方向发展的结果，微电铸工艺是LIGA/准LIGA 技术的核心内容，其中LIGA是德文Lithographie、Galvanoformung和Abformung三个词的缩写，是X射线深层光刻、微电铸和微复制工艺的完美结合，在MEMS技术领域有广泛应用[1]。

从本质上分析，LIGA/准LIGA工艺微电铸可以分为性质不同的两个阶段：第一阶段是在掩模微结构的深层填充金属；第二阶段是在整个光刻胶和金属结构表面沉积厚度为6-10mm的厚金属膜，以便加工成压铸膜的基座。

1 微电铸工艺的研究进展与趋势对微电铸工艺的技术难点，研究人员在理论分析的基础上，从微电铸过程的数值模拟和工作参数试验优化等方面开展工作，探索微电铸的内在规律，取得了一系列进展，形成一些有重要参考价值的工作规范和指导意见，有力的促进了微电铸技术在MEMS领域的广泛应用[2]。

首先，基于高深宽比掩膜微结构是微电铸工艺关键影响因素的认识，建立了能够体现高深宽比微区传质特征的电极界面模型。

在微流体运动中引入高深宽比结构因素，建立了能够体现高深宽比微结构对界面稳定层增厚产生影响的电极界面物理模型。

其次，通过数值解析，系统分析一般镀液体系典型结构中电流密度再分布的规律。

如果待镀微区的开口尺寸较大，也就是掩膜微结构深宽比较小，则微电铸电流在沉积区域的再分布并不充分，靠近掩膜边缘的电流密度将显著高于中心部位，形成边缘高而中间低的马鞍型厚度分布这是掩膜电镀体系中常见的厚度分布样式。

如果待镀微区开口较小，也就是高深宽比微结构掩膜存在的情形，则在进入掩膜开口区域之后，电流密度将在传质阻力的作用下实现充分再分布，形成中间部分电流密度较大，整体镀层厚度比较均匀的理想结果。

浅谈LIGA相关技术LIGA技术首先是由德国卡尔斯鲁厄核物理研究中心研究出来的，被公认为是一种全新的三维微细加工技术。

LIGA这一词源自德文缩写，LI指深度X射线刻蚀，G指电铸成型，A指的是塑料铸模。

LIGA技术是深度X射线曝光、微电铸和微复制工艺的完美结合。

SLIGA是指牺牲光刻电铸成型工艺。

其中的S是指牺牲层。

SLIGA技术是H.Guckle教授等人结合硅面加工技术和常规LIGA技术而开发出的一种新工艺。

在这个工艺中，牺牲层用于加工形成与基片完全相连或部分相连或完全脱离的金属部件。

利用SLIGA技术可以制造活动的微器件。

开发研究LIGA技术的初始目的是为了加工出能够将铀同位素进行分离的特别微小的管嘴LIGA技术从首次报导至今，短短十多年飞速发展，引起人们极大的关注，发达国家纷纷投入人力、物力、财力开展研究，目前己研制成功或正在研制的LIGA产品有微传感器、微电机、微执行器、微机械零件和微光学元件、微型医疗器械和装置、微流体元件、纳米尺度元件及系统等。

为了制造含有叠状、斜面、曲面等结构特征的三维微小元器件，通常采用多掩模套刻、光刻时在线规律性移动掩模板、倾斜/移动承片台，背面倾斜光刻等措施来实现。

LIGA它能够制造平面尺寸在微米级、结构高度达几百微米的微结构。

其工艺流程如图。

主要工艺过程如下：1)深度X射线曝光将光刻胶涂在有很好的导电性能的基片上，然后利用同步X射线将X光掩模上的二维图形转移到数百微米厚的光刻胶上。

刻蚀出深宽比可达几百的光刻胶图形。

X光在光刻胶中的刻蚀深度受到波长的制约。

若光刻胶厚度10-1000微米应选用典型波长为0.1-1纳米的同步辐射源。

显影将曝光后的光刻胶放到显影液中进行显影处理" 曝光后的光刻胶如（ＰＭＭＡ）分子长键断裂，发生降解，降解后的分子可溶于显影液中，而未曝光的光刻胶显影后依然存在。

这样就形成了一个与掩模图形相同的三维光刻胶微结构。

2)微电铸利用光刻胶层下面的金属薄层作为阴极对显影后的三维光刻胶微结构进行电镀。

电子学院集成电路工程 2011514016 刘东梅LIGA工艺及相关工艺技术LIGA 技术起源于德国 ,在 80 年代初 ,由德国卡尔斯鲁尔核研究中心发明并取得专利。

德文的名字是 Lithograpic Galvahoformung Abformung。

L IGA 则是这三个词的缩写。

L IGA技术 ,实质就是用同步电磁辐射 x 光进行光刻腐蚀、电铸成型的微制造工艺过程。

L IGA 技术是纳米微制造技术过程中最有生命力、最有前途的方法。

利用 L IGA 技术 ,不仅可制造纳米级的微小结构 ,而且还能制造大到毫米级的微型结构。

据介绍，目前利用LIGA技术加工的微结构其典型参数见表1。

LIGA技术是深度X 射线曝光、微电铸和微复制工艺的完美结合。

它能够制造平面尺寸在微米级结构高度达几百微米的微结构，其工艺流程如图 1所示，主要工艺过程如下图1 LIGA工艺流程图以下是LIGA技术很关键的四部分：(1)深度X 射线曝光将光刻胶涂在有很好的导电性能的基片上,然后利用同步X 射线将 X 光掩模上的二维图形转移到数百微米厚的光刻胶上，刻蚀出深宽比可达几百的光刻胶图形 X光在光刻胶中的刻蚀深度受到波长的制约，若光刻胶厚度在10~1000m,应选用典型波长为 0.1~1nm的同步辐射源。

如图2所示。

(2)显影将曝光后的光刻胶放到显影液中进行显影处理,曝光后的光刻胶(如PMMA)分子长键断裂,发生降解,降解后的分子可溶于显影液中,而未曝光的光刻胶显影后依然存在, 这样就形成了一个与掩模图形相同的三维光刻胶微结构。

如图3所示。

(3)微电铸利用光刻胶层下面的金属薄层作为阴极对显影后的三维光刻胶微结构进行电镀,将金属填充到光刻胶三维结构的空隙中,直到金属层将光刻胶浮雕完全覆盖住,形成一个稳定的、与光刻胶结构互补的密闭金属结构。

此金属结构可以作为最终的微结构产品，也可以作为批量复制的模具。

(4)模铸用上述金属微结构为模板，采用注塑成型或模压成型等工艺重复制造所需的微结构。

UV-LIGA编制单位: 编制人: 编制日期:华中科技大学MEMS中心徐智谋何少伟2004.10 工艺技术规范UV-LIGA 工艺规范一工艺路线及工艺流程 (3)1.1 工艺路线 (3)1.2 工艺流程 (3)1.2.1 SU-8胶光刻工艺 (3)1.2.2 Polydimethysiloxane(PDMS)浇铸成模 (4)1.2.3 PDMS表面金属化 (4)1.2.4 在PDMS样品上电铸微模具 (4)二试验平台 (5)三试验样品 (6)3.1 SU-8胶结构 (7)3.2 PDMS表面金属化 (8)一工艺路线及工艺流程1.1工艺路线微塑铸光刻1.2工艺流程1.2.1SU-8胶光刻工艺1) 对衬底进行清洗，并在200℃烘30分钟以上以去除表面水分子；2) 用厚胶甩胶工艺在基片表面旋涂所需要厚度的SU-8胶；3) 利用热板对SU-8胶进行前烘处理,在热板上缓慢冷却；4) 在Karl Suss MA6紫外光刻机上进行接触式曝光；5) 对曝光后的SU-8胶在热板上进行后烘热处理，得到交联的SU-8胶结构；注:由于交联的SU-8胶结构内应力很大,可以导致基底弯曲变形和胶的开裂.所以加热必须缓慢,冷却应在热板上随热板冷却到室温。

6) 超声显影，得到光刻胶图形。

7) 将SU-8胶微结构在150℃-200℃下在热板上进行固化.不同厚度SU8光刻工艺参数厚度[µm]光刻胶甩胶速率[rpm]前烘时间[min] 65℃95℃曝光时间[sec]后烘时间[min] 65℃95℃显影时间[min]固化时间[min]1.2.2Polydimethysiloxane(PDMS)浇铸成模1) 将衬底有SU-8光刻图形模具固定在真空热压机上，底部放上待模压的PDMS;2) 关闭模腔并抽真空,将图形压入PDMS,升温至120℃,保持60s;3) 降温至40℃, 让模腔充气,打开模腔，取出SU-8+PDMS样品,并从SU-8图形上脱下PDMS图形.1.2.3 PDMS表面金属化1) 清洗PDMS样品图形表面并做溅射前的处理；2) 将PDMS样品放入溅射机的真空腔并抽真空到合适的镀膜真空度; 3) 在PDMS 样品表面溅射100nm钛+300nm镍;4) 真空腔充气, 打开真空腔,取出表面金属化的PDMS样品.1.2.4在PDMS样品上电铸微模具1)将氨基磺酸镍作为主盐，PH值3.5-4,溶液温度升到40℃±2℃,循环过滤(小于0.4微米)以控制电铸槽的旋浮颗粒大小; 2)将PDMS样品放入电铸槽中;3)加1000HZ,占空比1:10,电流密度2A/cm2的脉冲电源; 4)根据不同的高度,电铸不同的时间;5)取出电铸后的PDMS样品,并将它烘干;6)在氧等离子体气氛下去除PDMS；7)在显微镜下对电铸的微结构进行检查,以确定最终的产品是否是成品.二试验平台光刻机：德国Karl Suss公司 MA6(见图)可进行正面和反面对准曝光,最小线宽：2µm，对准精度：1µm甩胶台：美国AIO MICROSERVICE公司(见图)4英寸厚胶甩胶台。

liga工艺一般工艺流程一、概述liga工艺是一种新兴的先进制造技术，它结合了激光加工、电化学加工和化学反应等多种工艺，以实现高精度微纳加工。

本文将介绍liga工艺的一般工艺流程。

二、工艺流程1. 材料准备在liga工艺中，通常使用的材料包括金属、陶瓷和聚合物等。

首先需要对所使用的材料进行准备，包括切割、研磨和清洗等步骤，以确保材料的表面质量和纯度。

2. 光阻涂覆在liga工艺中，光阻是一种重要的材料，用于制作光刻胶模板。

光阻涂覆是将光阻均匀涂覆在基板表面的过程。

通常使用旋涂法或喷涂法进行光阻涂覆，以获得均匀且适当厚度的光阻层。

3. 紫外光刻紫外光刻是liga工艺中的一项关键步骤，用于将光刻胶模板上的图案转移到基板上。

在紫外光刻中，通过使用光刻胶模板和紫外光源，将图案投影到光刻胶层上，并通过光化学反应实现图案的转移。

4. 电极沉积电极沉积是liga工艺中的另一个重要步骤，用于在基板上沉积金属电极。

通过电化学方法，将金属离子还原为金属原子，并在基板上沉积形成金属电极。

电极沉积可以使用直流电沉积、交流电沉积或脉冲电沉积等方法。

5. 高温热退火高温热退火是liga工艺中的一项关键步骤，用于改善材料的结晶性和机械性能。

通过将基板加热到一定温度，并在一定时间内保持，使材料的晶粒长大并减少内部应力，从而提高材料的强度和稳定性。

6. 脱模和清洗脱模和清洗是liga工艺中的最后一步，用于将光刻胶模板从基板上移除，并清洗基板表面的杂质。

脱模通常使用化学溶剂或等离子体脱模等方法，以确保光刻胶完全从基板上剥离。

清洗则是使用溶剂或超声波等方法，将基板表面的污染物和残留物清除干净。

三、应用领域liga工艺具有高精度、高效率和高可控性的特点，被广泛应用于微纳加工领域。

它可以用于制造微型机械系统、光学元件、电子器件和生物传感器等。

此外，liga工艺还可以应用于制造微流控芯片、微型化学反应器和微型储能器件等。

四、发展前景随着微纳技术的快速发展，liga工艺在精密制造领域的应用前景广阔。

ligα工艺的工艺流程和注意事项下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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微机电系统（MEMS）的一种制造工艺——LIGA技术1，简单介绍LIGA技术是微细加工的一种较理想的新方法.LIGA 是德文 Lithographie、Galvanoformung 和 Abfor-mung 三个词的缩写 , 是深度同步辐射X光光刻、电铸和塑铸工艺的相结合的一种工艺方法.下图为LIGA技术的基本原理图：2，工艺过程2. 1 深度同步辐射X光光刻利用深度同步辐射 X光光刻,将掩模吸收体图形转移到厚度近 1000μm 光刻胶层上, 利用适当显影液,溶去被照射部分,留下未受照射区原分子链结构。

2. 2 电铸利用光刻胶层下面的金属薄层作为电极进行电镀,将显影后的光刻胶所形成的三维立体结构间隙用金属填充,直至光刻胶上面完全覆盖了金属膜为止,形成一个与光刻胶图形互又补稳定的相反结构金属图形,这种金属微结构体就成为廉价的铸塑模子,以实现工业大规模生产。

2.3 塑铸由于深度同步辐射 X射线光刻是非常昂贵的一道工序,在大批量复制生产中,出于经济上考虑应尽量避免使用。

塑铸为大批量生产电铸产品,提供了塑料铸模。

经过金属注塑板上的小孔,将树脂注入到金属模具的腔体内,待树脂硬化以后,脱去模具就可以得到一个塑模微型结构,在塑铸完成的塑模微型结构上,再电铸所需要的产品结构，清除掉胶和注塑板，就可以得到三维立体金属结构器件。

3，优缺点：与传统微细加工方法相比, LIGA技术具有如下优点:1，可制造有较大高宽比的微结构。

(高深宽比是指宽度可小到亚微米量级，深度可达数百微米甚至毫米量级）2，取材广泛,可以是金属、陶瓷、聚合物、玻璃等。

3，可以获得亚微米级精度的微结构;4，便于批量生产和大规模复制, 因而成本低廉价格便宜。

缺点：1，同步辐射X光的成本较高。

2，由于微结构尺寸很小，同时具有很大的高宽比，因此电镀要求较严格。

（由于要电铸的孔较深, 必须克服电铸液的表面张力, 使其进入微孔中, 因此, LIGA 技术对电铸液的配方和电铸工艺都有特殊的要求。

《精密和超精密加工技术》课程大作业院（系）英才学院专业机械设计制造及其自动化姓名吴英丹学号6120200615班号1236105完成日期2015.7.8哈尔滨工业大学机电工程学院2015年精密和超精密加工技术（大作业）目录1前言 (1)2LIGA工艺[2] (2)3UV-LIGA工艺[3] (3)4LIGA技术的应用[5] (4)5结论[6] (5)参考文献 (5)LIGA技术及其应用摘要：微电子机械系统（MEMS）技术的兴起及其在现代信息社会中的广泛应用，推动了能实现高深宽比三维微细加工的LIGA及准LIGA技术的迅速发展。

本文介绍了LIGA相关技术的发展状况并举例说明了它们在射频、光学等方面上的一些应用。

关键词：三维微细加工；LIGA技术；UV-LIGA技术The Development and Application of LIGA Abstract:LIGA and quasi-LIGA technologies used for high aspect ratio 3-D micromachining were accelerated by the rise and wide applications in information society of MEMS (micro-electro-mechanical systems) technology. LIGA and related technologies are presented, and the applications of these technologies are illustrated for examples.Keywords: 3-D micromachining；LIGA technology；UV-LIGA technology1 前言随着MEMS技术的发展和人们在微机械制造方面所取得的成就，对各种微执行器、微传感器等微结构的制造方法的研究成为MEMS 技术研究的一个热点，同时微机械制造技术也是MEMS技术向更高层次发展的推动力。

电子学院集成电路工程2011514016 刘东梅LIGA工艺及相关工艺技术LIGA 技术起源于德国,在80 年代初,由德国卡尔斯鲁尔核研究中心发明并取得专利。

德文的名字是Lithograpic Galvahoformung Abformung。

L IGA 则是这三个词的缩写。

L IGA技术,实质就是用同步电磁辐射x 光进行光刻腐蚀、电铸成型的微制造工艺过程。

L IGA 技术是纳米微制造技术过程中最有生命力、最有前途的方法。

利用L IGA 技术,不仅可制造纳米级的微小结构,而且还能制造大到毫米级的微型结构。

据介绍，目前利用LIGA技术加工的微结构其典型参数见表1。

LIGA技术是深度X 射线曝光、微电铸和微复制工艺的完美结合。

它能够制造平面尺寸在微米级结构高度达几百微米的微结构，其工艺流程如图1所示，主要工艺过程如下图1 LIGA工艺流程图以下是LIGA技术很关键的四部分：(1)深度X 射线曝光将光刻胶涂在有很好的导电性能的基片上,然后利用同步X 射线将X 光掩模上的二维图形转移到数百微米厚的光刻胶上，刻蚀出深宽比可达几百的光刻胶图形X光在光刻胶中的刻蚀深度受到波长的制约，若光刻胶厚度在10~1000m,应选用典型波长为0.1~1nm的同步辐射源。

如图2所示。

(2)显影将曝光后的光刻胶放到显影液中进行显影处理,曝光后的光刻胶(如PMMA)分子长键断裂,发生降解,降解后的分子可溶于显影液中,而未曝光的光刻胶显影后依然存在, 这样就形成了一个与掩模图形相同的三维光刻胶微结构。

如图3所示。

(3)微电铸利用光刻胶层下面的金属薄层作为阴极对显影后的三维光刻胶微结构进行电镀,将金属填充到光刻胶三维结构的空隙中,直到金属层将光刻胶浮雕完全覆盖住,形成一个稳定的、与光刻胶结构互补的密闭金属结构。

此金属结构可以作为最终的微结构产品，也可以作为批量复制的模具。

(4)模铸用上述金属微结构为模板，采用注塑成型或模压成型等工艺重复制造所需的微结构。