धडा 13.7मायक्रो आणि नॅनोप्रकरण 13 · मायक्रो- आणि नॅनोफॅब्रिकेशन

LIGA

एक्स-रे किंवा UV ने खोल खाचा काढते, त्या निकेलने भरते, मग प्रती मोल्ड करते

LIGA उंच, अगदी सरळ भिंतींचे सूक्ष्म धातूचे भाग बनवते, जसे काही यांत्रिक घड्याळांमधील गिअर आणि स्प्रिंग. त्याचे नाव लिथोग्राफी (प्रकाशाने नक्षी काढणे), इलेक्ट्रोप्लेटिंग आणि मोल्डिंग या जर्मन शब्दांचे संक्षिप्त रूप आहे, ज्या तीन पायऱ्या ते जोडते. ते कोणत्याही कटिंग साधनासाठी खूप लहान आणि खूप खोल असलेले आकार गाठते.

फोटो: Forschungszentrum Karlsruhe, CC BY-SA 3.0, स्रोत: Wikimedia Commons

LIGA · रेझिस्टपासून मोल्ड केलेल्या प्रतीपर्यंत सहा छेदसहा पॅनेल डावीकडून उजवीकडे, वरची ओळ आधी वाचा; वर्तुळातले क्रमांक खालील पायऱ्यांशी जुळतात.

हे कसे चालते

जाड रेझिस्ट लावा. रेझिस्टचा थर, म्हणजे प्रकाश ज्याला रासायनिकदृष्ट्या बदलू शकतो असे प्लास्टिक, धातूच्या बेस प्लेटला जोडला जातो. सामान्य रेझिस्ट PMMA (अॅक्रिलिक) आणि SU-8 (इपॉक्सी) आहेत, मिलिमीटरपर्यंत जाड.
एक्स्पोज करा. सिंक्रोट्रॉनमधील (तीव्र प्रकाश सोडणारे कणांचे वलयाकार प्रवेगक) समांतर एक्स-रे, किंवा स्वस्त UV-LIGA मधील UV प्रकाश, मास्कमधून पडतात. मास्कवरील सोन्याचे ठिपके किरण अडवतात; जिथे ते जातात तिथे रेझिस्ट खालपर्यंत बदलते, ज्याला तास लागू शकतात.
डेव्हलप करा. रासायनिक बाथ उघड्या पडलेल्या रेझिस्टला विरघळवते. जवळजवळ उभ्या, आरशासारख्या गुळगुळीत भिंतींच्या खोल खाचा उरतात.
इलेक्ट्रोफॉर्म करा. प्लेटिंग बाथमध्ये विद्युत प्रवाह प्रत्येक खाचेच्या तळाशी उघड्या बेस प्लेटवर निकेल जमा करतो. धातू वर वाढतो आणि अनेकदा अनेक तासांत अणू अणू खाचा भरतो.
लॅप करा आणि काढून टाका. वरचा भाग लॅप केला जातो (बारीक अपघर्षकाने सपाट ग्राइंड), मग उरलेले रेझिस्ट विरघळवले जाते. स्वतंत्र उभे धातूचे भाग उरतात, किंवा ते जोडलेले राहिले तर धातूचा साचा इन्सर्ट.
प्रती मोल्ड करा (ऐच्छिक). निकेल इन्सर्ट इंजेक्शन मोल्डिंग किंवा हॉट एम्बॉसिंगसाठी (मऊ केलेल्या प्लास्टिकमध्ये दाबणे) साच्याचे काम करते. ते हजारो स्वस्त प्लास्टिक प्रती बनवू शकते.

मुख्य तथ्ये

साहित्य: रेझिस्ट: PMMA किंवा SU-8; धातू: निकेल, निकेल मिश्रधातू, तांबे, सोने; प्लास्टिक किंवा सिरॅमिकमधील प्रती
सामान्य भाग: घड्याळाचे गिअर आणि स्प्रिंग, मायक्रो-गिअर, नोझल, MEMS साठी कंघी ड्राइव्ह, मायक्रोफ्लुइडिक चिप्ससाठी साचे
भागाचा आकार: काही मायक्रॉनची वैशिष्ट्ये; उंची दहा मायक्रॉनपासून मिलिमीटरपर्यंत; भाग सहसा मिलिमीटर रुंदीचे
अचूकता: बाजूच्या दिशेने सब-मायक्रॉन अचूकता; एक्स-रे सह उंची-रुंदी गुणोत्तर सुमारे 100:1 पर्यंत
पृष्ठभागाची फिनिश: अतिशय गुळगुळीत, जवळजवळ उभ्या, आरशासारख्या बाजूच्या भिंती
कोणत्या बॅच आकारासाठी योग्य: लहान ते मध्यम मालिकांमध्ये धातूचे भाग; मोठ्या मालिकांमध्ये मोल्ड केलेल्या प्लास्टिकच्या प्रती
टूलिंग आणि मशीनचा खर्च: एक्स-रे LIGA ला दुर्मिळ, महाग सिंक्रोट्रॉन वेळ लागतो; UV-LIGA साधे UV दिवे वापरते आणि खूपच स्वस्त; शिवाय मास्क आणि प्लेटिंग बाथ
वेग: मंद: एक्सपोजर आणि प्लेटिंग प्रत्येकी तास घेतात, पण एक प्लेट एकाच वेळी अनेक भाग वाहते

ताकद आणि मर्यादा

बलस्थाने

अतिशय उंच, पातळ भिंती ज्या जवळजवळ उभ्या आणि गुळगुळीत राहतात
मिलिमीटर उंचीच्या भागांवर सब-मायक्रॉन अचूकता
घन धातूचे भाग, फक्त पातळ कोटिंग नाही
धातूचा साचा स्वस्त प्लास्टिक प्रती बनवतो

मर्यादा

एक्स-रे आवृत्तीला सिंक्रोट्रॉन लागतो: दुर्मिळ आणि महाग
लांब एक्सपोजर आणि प्लेटिंग वेळ
फक्त 2.5D आकार (सरळ वर वाढवलेली सपाट रूपरेषा), अंडरकट नाहीत
UV-LIGA स्वस्त पण कमी उंच आणि कमी अचूक

कुठे वापरली जाते

घड्याळ निर्मितीएस्केप व्हील, अँकर, स्प्रिंग, काटे (UV-LIGA निकेल भाग)
MEMS (मायक्रो-इलेक्ट्रो-मेकॅनिकल सिस्टीम, चिप्सवरची सूक्ष्म यंत्रे)मायक्रो-गिअर, अॅक्च्युएटर, कंघी ड्राइव्ह, ऑप्टिकल स्विच
वैद्यकीयमायक्रो-निडल, मायक्रोफ्लुइडिक चाचणी कार्डांसाठी साचे, श्रवणयंत्राचे भाग
ऑप्टिक्स आणि एक्स-रेएक्स-रे लेन्स, मायक्रो-स्पेक्ट्रोमीटरचे साचे, ग्रेटिंग
इलेक्ट्रॉनिक्समायक्रो-कनेक्टर, चिप्स तपासण्यासाठी प्रोब सुया
ऊर्जा (ऐतिहासिक)युरेनियम समृद्धीकरणासाठी विलगीकरण नोझल, 1980 च्या दशकातील LIGA चा उगम

ओळखायची कशी

तुम्हाला LIGA चे भाग क्वचितच दिसतील: ते यांत्रिक घड्याळे, चिप-चाचणी प्रोब कार्ड आणि मायक्रोफ्लुइडिक उपकरणांच्या आत लपलेले असतात.
इतक्या सरळ आणि चमकदार भिंतींचा, पॉलिश केल्यासारखा दिसणारा, काही ठिकाणी केसापेक्षा पातळ असलेला लहानसा धातूचा गिअर किंवा स्प्रिंग.
वरपासून खालपर्यंत तीच रूपरेषा, तीक्ष्ण आतील कोपरे आणि ड्राफ्ट नाही (बहुतेक मोल्ड केलेल्या भागांना लागणारा हलका निमुळतेपणा).
मोल्ड केलेल्या LIGA प्रती: सूक्ष्म वाहिन्या किंवा लहान खांब असलेल्या पारदर्शक प्लास्टिक चिप्स, फक्त भिंगाखाली दिसणाऱ्या.

यांच्याशी तुलना

फोटोलिथोग्राफी13.2तीच प्रकाशाने रेखाटण्याची पायरी, पण सपाट चिप नक्षींसाठी पातळ रेझिस्टमध्ये; LIGA खोलवर जाते आणि धातू जोडते.इलेक्ट्रोफॉर्मिंग11.7नक्षीवर प्लेटिंग करून धातूचे भाग वाढवते; LIGA म्हणजे लिथोग्राफिक सूक्ष्म-साच्याच्या आतील इलेक्ट्रोफॉर्मिंग.फेम्टोसेकंद लेझर मशीनिंग13.6सुद्धा सूक्ष्म भाग बनवते, पण घन पत्र्यातून साहित्य काढून; LIGA ते वाढवते, अधिक सरळ, उंच भिंतींसह.

पाहा

Support Center for Microsystems Education · प्रत्येक LIGA पायरीची अॅनिमेटेड सफर

sylmandcls · सिंक्रोट्रॉनमधील खरी एक्स-रे लिथोग्राफी बीमलाइन

Mimotec SA · एक स्विस निर्माता UV-LIGA घड्याळाचे भाग कसे बनवतो

Tech Ed · सूक्ष्म-यंत्रे बनवण्याच्या इतर मार्गांमध्ये LIGA कुठे बसते

खरी छायाचित्रे पाहा

विकिपीडिया: LIGA — युरेनियम-समृद्धीकरण नोझल, ऑप्टिकल स्विच, मायक्रो-स्पेक्ट्रोमीटर साचा आणि एक्स-रे लेन्सचे फोटो
Wikimedia Commons फोटो शोध

लक्षात ठेवा

LIGA: एक्स-रे किंवा UV ने खोल खाचा रेखाटा, त्या निकेलने भरा, मग पर्यायाने प्रती मोल्ड करा.
ते उंच, सरळ भिंतींचे सूक्ष्म भाग बनवते ज्यांपर्यंत कोणतेही कटिंग साधन पोहोचू शकत नाही.
एक्स-रे LIGA सर्वात अचूक पण सिंक्रोट्रॉन लागतो; UV-LIGA घड्याळ निर्मितीचे स्वस्त, कष्टाळू साधन आहे.