LIGA技术高深宽比研究

【摘要】： 本文着眼于LIGA技术高深宽比方面的研究，以提高本实验室用LIGA技术制作微细结构的深宽比为目的，从分析各因素影响深宽比的机理出发，再加以理论设计和实验工艺的优化和改善，分别研究讨论了影响深宽比的几大重要因素：掩模结构和性能、光源光谱和光强、PMMA光刻胶性能、电铸工艺参数等。 文中结合本实验室改换LIGA光源的工程，比较分析了3B1束线和3W1束线的能谱差异，针对3B1束线的特点，通过运用XOP、Origin两个软件设计出两组LIGA掩模：Au-PI掩模和Au-Si掩模。并针对3W1光源中硬X光成分较多、光强和功率密度太高的特点，提出了用Ni吸收膜改善光谱和用X光暂波器法优化光强的方法，同时严格控制和改善PMMA光刻胶的性能，经过反复的计算分析和实验改进后，获得了深宽比高达100的胶结构图形。此外，鉴于电铸时易出现影响高深宽比结构制作的气孔、内应力、厚度不均等问题，相应地采取了控制PH值、进行电解处理、添加活性剂、使用第二阴极，及改善电铸电源等方法来进行调整和控制，取得了金属结构深宽比高达30的结果。最后，我们利用LIGA技术加工的独特优点，以发展其高深宽比技术的实际应用，先后制作了狭缝阵列镍结构微推进器关键部件、薄壁网状多孔镍结构正电子慢化体、微型铜结构换热气和多种材料不同、尺寸各异的过滤介质，还结合利用LIGA技术和微细电火花技术的加工优点，制作出了不锈钢微结构