পাঠ 13.7মাইক্রো ও ন্যানোঅধ্যায় 13 · মাইক্রো ও ন্যানোফ্যাব্রিকেশন

LIGA

এক্স-রে বা UV দিয়ে গভীর খাঁজ আঁকে, নিকেল দিয়ে ভরে, তারপর প্রতিলিপি ঢালে

LIGA উঁচু, নিখুঁত সোজা দেয়ালসহ ক্ষুদ্র ধাতব অংশ বানায়, যেমন কিছু যান্ত্রিক ঘড়ির ভেতরের গিয়ার ও স্প্রিং। এর নাম জার্মান শব্দ লিথোগ্রাফি (আলো দিয়ে নকশা আঁকা), ইলেকট্রোপ্লেটিং ও মোল্ডিংয়ের সংক্ষিপ্ত রূপ, যে তিন ধাপ এটি জুড়ে দেয়। এটি এমন আকারে পৌঁছায় যা কোনো কাটার টুলের জন্য খুব ছোট ও খুব গভীর।

ছবি: Forschungszentrum Karlsruhe, CC BY-SA 3.0, সূত্র: Wikimedia Commons

LIGA · রেজিস্ট থেকে ঢালা প্রতিলিপি পর্যন্ত ছয়টি প্রস্থচ্ছেদছয়টি প্যানেল বাম থেকে ডানে, ওপরের সারি আগে পড়ুন; বৃত্তে ঘেরা সংখ্যাগুলো নিচের ধাপের সঙ্গে মেলে।

যেভাবে কাজ করে

পুরু রেজিস্টের প্রলেপ। রেজিস্টের একটি স্তর, আলোয় রাসায়নিকভাবে বদলে যাওয়া প্লাস্টিক, ধাতব বেস প্লেটে আটকানো হয়। প্রচলিত রেজিস্ট PMMA (অ্যাক্রিলিক) ও SU-8 (ইপক্সি), মিলিমিটার পর্যন্ত পুরু।
আলো ফেলুন। সিনক্রোট্রন (আলো ছাড়ানো বলয়াকার কণা ত্বরক) থেকে সমান্তরাল এক্স-রে, বা সস্তা UV-LIGA-তে UV আলো, মাস্কের ভেতর দিয়ে পড়ে। মাস্কের সোনার ছোপ রশ্মি আটকায়; যেখানে রশ্মি পার হয়, রেজিস্ট একেবারে নিচ পর্যন্ত বদলে যায়, যাতে কয়েক ঘণ্টা লাগতে পারে।
ডেভেলপ করুন। রাসায়নিক স্নান উন্মুক্ত রেজিস্ট গলিয়ে দেয়। প্রায় খাড়া, আয়নার মতো মসৃণ দেয়ালসহ গভীর খাঁজ থেকে যায়।
ইলেকট্রোফর্ম। প্লেটিং স্নানে বিদ্যুৎ প্রবাহ প্রতিটি খাঁজের নিচে খালি বেস প্লেটে নিকেল জমায়। ধাতু ওপরের দিকে বেড়ে পরমাণু পরমাণু করে খাঁজ ভরে, প্রায়ই অনেক ঘণ্টা ধরে।
ল্যাপ ও স্ট্রিপ। ওপরটা ল্যাপ করা হয় (সূক্ষ্ম ঘর্ষক দিয়ে সমতল ঘষা), তারপর বাকি রেজিস্ট গলিয়ে ফেলা হয়। মুক্ত ধাতব অংশ থেকে যায়, অথবা সেগুলো জোড়া থাকলে ধাতব ছাঁচ ইনসার্ট।
প্রতিলিপি ঢালা (ঐচ্ছিক)। নিকেল ইনসার্ট ইনজেকশন মোল্ডিং বা হট এমবসিংয়ের (নরম করা প্লাস্টিকে চেপে বসানো) ছাঁচ হিসেবে কাজ করে। এটি হাজার হাজার সস্তা প্লাস্টিকের প্রতিলিপি বানাতে পারে।

মূল তথ্য

উপাদান: রেজিস্ট: PMMA বা SU-8; ধাতু: নিকেল, নিকেল সংকর, তামা, সোনা; প্লাস্টিক বা সিরামিকে প্রতিলিপি
সাধারণ অংশ: ঘড়ির গিয়ার ও স্প্রিং, মাইক্রো-গিয়ার, নজল, MEMS-এর কম্ব ড্রাইভ, মাইক্রোফ্লুইডিক চিপের ছাঁচ
অংশের আকার: কয়েক মাইক্রনের বৈশিষ্ট্য; উচ্চতা কয়েক দশ মাইক্রন থেকে মিলিমিটার; অংশ সাধারণত মিলিমিটার চওড়া
নির্ভুলতা: পাশাপাশি সাব-মাইক্রন নির্ভুলতা; এক্স-রে দিয়ে উচ্চতা ও প্রস্থের অনুপাত প্রায় 100:1 পর্যন্ত
পৃষ্ঠের মান: অতি মসৃণ, প্রায় খাড়া, আয়নার মতো পাশের দেয়াল
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: ছোট থেকে মাঝারি সিরিজে ধাতব অংশ; বড় সিরিজে ঢালা প্লাস্টিকের প্রতিলিপি
টুলিং ও মেশিনের খরচ: এক্স-রে LIGA-তে বিরল, দামি সিনক্রোট্রন সময় লাগে; UV-LIGA সাধারণ UV বাতি ব্যবহার করে ও অনেক সস্তা; সঙ্গে মাস্ক ও প্লেটিং স্নান
গতি: ধীর: এক্সপোজার ও প্লেটিং প্রতিটিতে কয়েক ঘণ্টা, কিন্তু একটি প্লেট একসঙ্গে অনেক অংশ বহন করে

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

অতি উঁচু, পাতলা দেয়াল যা প্রায় খাড়া ও মসৃণ থাকে
মিলিমিটার উঁচু অংশে সাব-মাইক্রন নির্ভুলতা
শুধু পাতলা আস্তরণ নয়, কঠিন ধাতব অংশ
ধাতব ছাঁচ সস্তা প্লাস্টিকের প্রতিলিপি বানায়

সীমাবদ্ধতা

এক্স-রে সংস্করণে সিনক্রোট্রন লাগে: বিরল ও দামি
দীর্ঘ এক্সপোজার ও প্লেটিংয়ের সময়
শুধু 2.5D আকার (সোজা ওপরে টেনে তোলা সমতল রূপরেখা), আন্ডারকাট নেই
UV-LIGA সস্তা কিন্তু কম উঁচু ও কম নির্ভুল

কোথায় ব্যবহৃত হয়

ঘড়ি নির্মাণএস্কেপ হুইল, অ্যাঙ্কর, স্প্রিং, কাঁটা (UV-LIGA নিকেল অংশ)
MEMS (মাইক্রো-ইলেকট্রো-মেকানিক্যাল সিস্টেম, চিপে ক্ষুদ্র যন্ত্র)মাইক্রো-গিয়ার, অ্যাকচুয়েটর, কম্ব ড্রাইভ, অপটিক্যাল সুইচ
চিকিৎসামাইক্রো-সূচ, মাইক্রোফ্লুইডিক টেস্ট কার্ডের ছাঁচ, শ্রবণযন্ত্রের অংশ
অপটিক্স ও এক্স-রেএক্স-রে লেন্স, মাইক্রো-স্পেকট্রোমিটারের ছাঁচ, গ্রেটিং
ইলেকট্রনিক্সমাইক্রো-কানেক্টর, চিপ পরীক্ষার প্রোব সূচ
জ্বালানি (ঐতিহাসিক)ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণের বিভাজন নজল, 1980-এর দশকে LIGA-র উৎপত্তি

কীভাবে চিনবেন

আপনি LIGA অংশ খুব কমই দেখবেন: এগুলো যান্ত্রিক ঘড়ি, চিপ-পরীক্ষার প্রোব কার্ড ও মাইক্রোফ্লুইডিক যন্ত্রের ভেতরে লুকানো থাকে।
একটি ক্ষুদ্র ধাতব গিয়ার বা স্প্রিং, যার দেয়াল এত সোজা ও চকচকে যে পালিশ করা মনে হয়, কোথাও কোথাও চুলের চেয়েও পাতলা।
ওপর থেকে নিচ পর্যন্ত একই রূপরেখা, ধারালো ভেতরের কোণসহ এবং কোনো ড্রাফট ছাড়া (বেশির ভাগ ঢালা অংশে যে সামান্য টেপার লাগে)।
ঢালা LIGA প্রতিলিপি: মাইক্রো-নালি বা ক্ষুদ্র স্তম্ভওয়ালা স্বচ্ছ প্লাস্টিকের চিপ, শুধু ম্যাগনিফায়ারের নিচে দৃশ্যমান।

তুলনা করুন

ফটোলিথোগ্রাফি13.2আলো দিয়ে আঁকার একই ধাপ, কিন্তু সমতল চিপ নকশার জন্য পাতলা রেজিস্টে; LIGA গভীরে যায় এবং ধাতু যোগ করে।ইলেকট্রোফর্মিং11.7নকশার ওপর প্লেটিং করে ধাতব অংশ গড়ে; LIGA হলো লিথোগ্রাফিক মাইক্রো-ছাঁচের ভেতরে ইলেকট্রোফর্মিং।ফেমটোসেকেন্ড লেজার মেশিনিং13.6এটিও মাইক্রো-অংশ বানায়, কিন্তু কঠিন শিট থেকে উপাদান সরিয়ে; LIGA সেগুলো গড়ে, আরও সোজা ও উঁচু দেয়ালসহ।

দেখুন

Support Center for Microsystems Education · প্রতিটি LIGA ধাপের অ্যানিমেটেড হাঁটা

sylmandcls · সিনক্রোট্রনে একটি আসল এক্স-রে লিথোগ্রাফি বিমলাইন

Mimotec SA · একজন সুইস নির্মাতা কীভাবে UV-LIGA ঘড়ির অংশ বানায়

Tech Ed · মাইক্রো-যন্ত্র বানানোর অন্য পদ্ধতির মধ্যে LIGA-র স্থান

আসল ছবি দেখুন

উইকিপিডিয়া: LIGA — ইউরেনিয়াম-সমৃদ্ধকরণ নজল, অপটিক্যাল সুইচ, মাইক্রো-স্পেকট্রোমিটারের ছাঁচ ও এক্স-রে লেন্সের ছবি
Wikimedia Commons-এ ছবি খোঁজা

মনে রাখুন

LIGA: এক্স-রে বা UV দিয়ে গভীর খাঁজ আঁকা, নিকেল দিয়ে ভরা, তারপর ইচ্ছে হলে প্রতিলিপি ঢালা।
এটি উঁচু, সোজা দেয়ালের মাইক্রো-অংশ বানায় যেখানে কোনো কাটার টুল পৌঁছাতে পারে না।
এক্স-রে LIGA সবচেয়ে নির্ভুল কিন্তু সিনক্রোট্রন লাগে; UV-LIGA ঘড়ি নির্মাণের সস্তা কাজের ঘোড়া।