.jpg)
par le Dr Joachim Schulz
Thèmes abordés
Résumé
Présentation
Une tentative de décrire les caractéristiques uniques de la Liga
LIGA fil des ans en raison des besoins du marché
LIGA et Moulage
L'accès aux synchrotrons
Normes LIGA
Masques LIGA
MicroWorks «Approche
Conclusions
Résumé
Au cours des dernières décennies, de nombreuses applications ont été proposées comme commercialement viable pour LIGA (Lithographie, Galvanoformung, Abformung (lithographie, galvanoplastie, et moulage)). Cependant, la plupart d'entre eux ont été poussés dans le marché via des MEMS silicium ou même microperçage classique et microfraisage. À ce jour, pas un seul commerciales rayons X efforts LIGA a prospéré et le soutien aux centres universitaires LIGA s'estompe. Cependant, les auteurs estiment que la demande actuelle pour des applications LIGA, y compris les rayons X des éléments optiques tels que LIGA-verres, des ouvertures de précision etc, est l'avènement d'une aube seconde pour LIGA.
Ce document donnera un aperçu plus stratégique que technique du passé et l'avenir de la Liga.
Présentation
Dans les années 1990, était une technologie LIGA stimulateur pour les MEMS, utilisé pour de nombreux systèmes intelligents tels que les capteurs d'accélération ou de dispositifs optiques intégrés à des circuits électroniques de lecture. Ce battage premier LIGA abouti à de nombreux joyaux différents qui se sont révélées d'une façon impressionnante que la technologie est très polyvalent. Même micropompes ont été faites en utilisant LIGA, bien que ce type d'application n'a pas vraiment d'utiliser l'une des caractéristiques uniques de la Liga. Lorsque jugé à partir de leur date de publication universitaire, plusieurs de ces systèmes LIGA précédé systèmes similaires de technologies concurrentes. Pourtant percée LIGA sur le marché n'a toujours pas arrivé. Pourquoi pas?
Les raisons les plus apparents sont que d'autres technologies telles que la micromécanique de silicium ont été poussés par les grandes entreprises, et que les technologies classiques comme EDM, fraisage, perçage et autres ont été poussés par de nombreuses entreprises petites et moyennes entreprises à réaliser de plus en plus difficile traits fins. Donc à première vue il ressemble pas assez d'effort d'ingénierie a été mis dans le progrès des capacités Liga.
Les institutions publiques peuvent aussi partager le blâme: Aucun des centres n'a jamais été LIGA forcés de gagner de l'argent sur le marché libre. Une autre raison pourrait être que LIGA est tout simplement trop compliqué, long et coûteux. Et enfin, tandis que d'autres technologies ont avancé un peu et ont atteint une complexité suffisante pour accueillir plus de fonctionnalités dans les structures micropatterned, LIGA est toujours sévèrement restreint essentiellement à deux dimensions sur un substrat avec des options limitées pour les niveaux de masque à plusieurs et seulement une poignée de matériaux.
Tous les arguments ci-dessus portent une part de vérité. Néanmoins, MicroWorks est convaincu que les progrès technologiques LIGA ces dernières années et les besoins du marché sont la fusion tant qu'il y aura des créneaux pour LIGA. Une niche de longue date est microgears. Un autre est actuellement stimulée par la demande des synchrotrons, des rayons X des éléments optiques. D'autres exemples pourraient être énumérés.
De nombreux aspects de la technologie LIGA ont été abordés au cours de la dernière décennie, principalement dans le cadre d'financés par le gouvernement de projets de RD. Leurs objectifs ont été généralement à identifier une nouvelle utilisation, adapter la chaîne de processus LIGA et faire les premières parties. Peu de projets ont mis l'accent sur le traitement des aspects technologiques du procédé LIGA. À cet égard, MicroWorks est reconnaissante pour le soutien du gouvernement allemand à la fois FELIG 2 et INNOLIGA 3 , lequel FELIG axé sur l'automatisation du processus et INNOLIGA à garantir la fiabilité d'un résister basée sur la chimie de base identique à SU8.
LIGA et Moulage
Dans la toute première publication sur la LIGA, Becker et al. 4 suggéré de moulage que le chemin à parcourir pour la fabrication de masse. Du point de vue actuel, la technologie utilisée pour faire des inserts de moule est encore peu fiable, ce qui rend difficile de garantir des délais de livraison aux clients. Plus important, cependant, est que les caractéristiques exceptionnelles qui conservent LIGA attractifs sont essentiellement impossible de conserver dans le moulage: aspect ratio élevé, de nombreuses fonctionnalités sur le substrat et de haute précision. Tout cela est particulièrement vrai pour le moulage par injection, tandis que gaufrage à chaud ne produit pas l'avantage de coût drastiques devraient plus directe LIGA. D'autre part, le processus d'utiliser des structures moulées comme une forme au métal galvanoplastie n'a jamais été démontrée avec succès.
Il est une autre indication que les outils de moulage LIGA ne sont pas commercialement viables: Mimotec SA en Suisse a débuté dans les années 1990 surtout faire inserts de moule. Aujourd'hui, ceux-ci font moins de 10% de leur activité, tandis que 90% est la fabrication directe de pièces métalliques LIGA.
L'accès aux synchrotrons
Un principal goulot d'étranglement pour les rayons X LIGA a pratiquement disparu au fil des ans: la disponibilité de rayonnement synchrotron. La disponibilité accrue a été une étape majeure vers être en mesure de répondre de manière fiable les dates de livraison.
Certains synchrotrons offrent maintenant manipulation automatisée des échantillons et des mesures dans la cristallographie des protéines à un degré élevé de standardisation, qui devrait être possible pour les expositions LIGA ainsi. Depuis la technique LIGA implique plus que des expositions juste, il n'est malheureusement toujours pas si facile de transférer un processus d'un synchrotron à l'autre. La question est donc la seconde source n'est pas encore complètement résolu, mais les arguments sont suffisants à la main qui cela ne posera pas un problème en ce qui concerne le potentiel de grosses commandes.
Normes LIGA
Lawes Ron et les autres ont fait valoir lors de conférences de plusieurs HARMST depuis de nombreuses années que les différents groupes LIGA nécessité de s'entendre sur une conception, un processus et un ensemble de propriétés à mesurer, éventuellement en utilisant différentes méthodes, les structures de prise et de comparer les résultats de tous les les groupes. Malheureusement, cela n'a jamais eu lieu. Peut-être le chercheur typiques vu aucune récompense R & D en faisant la même chose encore et encore; aussi, tous les groupes de LIGA ont été en concurrence les uns avec les autres.
En conséquence, si demandé aujourd'hui ce cahier LIGA peut réaliser effectivement, la communauté n'a pas de réponse concernant la précision, rapport d'aspect maximum, la rugosité de flanc, etc verticalité Ce que nous avons, cependant, est une situation dans laquelle tous les principaux effets que résultats de la production non-idéales ont été identifiés, et ces effets peuvent habituellement être minimisés par des approches d'ingénierie typiques.
Masques LIGA
À notre avis, ici reposent les lacunes les plus graves des dernières décennies: Bien que les technologies d'autres lots sont passés de 4 pouces à 6 - et 8 - ou même 12 pouces plaquettes, LIGA travaille toujours avec 20x60 mm membranes en titane 2 (KIT) , 30x30 mm 2 membranes de nitrure de silicium (CAMD et HTmicro), et 83 mm en graphite membranes ronde (CAMD et Bessy). En outre, plusieurs projets ont échoué tenté d'utiliser le béryllium pour ses avantages évidents en rayons X des applications 5 .
La raison principale pour les grandes surfaces a été le facteur de coût pour le MEIR, UV LIGA et autres. Ce point n'a jamais eu à être traitées par l'un des centres de LIGA. Cependant, nous pensons que les principales motivations pour le développement à grande surface LIGA sera sa compatibilité avec d'autres technologies et la possibilité de fabriquer des dispositifs importants.
Qu'est-ce qui a été réalisé, c'est que la fabrication des masques est devenu plus realiable en combinaison avec un meilleur accès aux temps de faisceau, permettant des temps beaucoup plus court pour le développement des premiers produits. Toutefois, deux itérations d'un nouveau design sont encore nécessaires dans la plupart des cas, et cela prend encore plus de six mois.