[发明专利]LIGA制造方法

说明书

提供一种形成三维微型部件的方法，包括步骤：(i)使用双光子吸收聚合在光致抗蚀剂材料中形成三维(3D)几何轮廓，其中在形成于光致抗蚀剂中的三维几何部分已被烘烤时，所述三维几何轮廓形成限定微型部件的外表面部分的交联的聚合轮廓；以及(ii)应用UV(紫外)聚合工艺，以使与所述三维几何轮廓相邻的光致抗蚀剂的聚合物材料交联。

技术领域

本发明涉及一种形成微型部件的方法，特别是，本发明涉及利用LIGA形成的微型部件，即利用光刻(Lithographie)、电铸(Galvanoformung)、注塑(Abformung)微型模制工艺。

背景技术

随着机械设备和部件及电子设备和部件的小型化的来临，对于具有高且一致的尺寸精度和公差的微型部件的制造有着很高的需求。

由于利用光刻技术带来的2D(二维)设计的多样性和高制造精度，如已知的，X射线LIGA和UV-LIGA技术可以被认为较普遍地用于制造和生产微型部件。

在本领域中，X射线LIGA提供的有利特性包括：高纵横比(约100∶1)，具有高镜面光滑度的直侧壁的部件特性，以及在从数十微米到几毫米的范围中且具有超高分辨率的结构高度。

通常，X射线LIGA使用对X射线敏感的聚合物光致抗蚀剂(通常为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯))来用于聚合物模制工艺。该工艺所需的这种类型的X射线通常提供来自同步加速器辐射源的高能量X射线的平行光束。但是，这样的X射线源不能广泛获得，常被认为异常昂贵并且制造成本高。

与X射线LIGA工艺相比，UV-LIGA(紫外LIGA)利用较不昂贵的UV光源，该UV光源用于对聚合物光致抗蚀剂(通常为SU-8(基于环氧树脂的负性光致抗蚀剂))进行曝光。

通常认为UV-LIGA比X射线LIGA的对应物便宜得多，并且更容易获得。但是，当利用UV-LIGA时，高纵横比和部件高度的获得通常被限于数百微米。而且，已经发现，通过这种技术形成的部件的侧壁粗糙度在特定应用中随部件高度而不理想地非常显著地增加。

通常，利用任意的LIGA工艺形成的微型部件限于2.5D(两个半维度)。在现有技术中利用不同的方法以获得和提供2.5D的微型部件或多级层部件。

举例来说，Mimotec S.A.利用逐层构造金属部件的方法，例如EP2405300(MimotecS.A.)中公开的。在这样的工艺中，当通过电铸沉积了第一金属层时，顶表面被加工并处理，以便允许在顶部上构造另一层。需要在不同的层之间提供粘结，并且在这样的工艺中，需要专用结构来加强层之间的结合强度，并且在先前的电铸层的顶部构建新的金属层之前，需要进行专门的化学处理工艺。在这样的工艺中，每个不同的层需要与其下面的层精确对准。在根据该方法形成的结构或部件中，随着材料层数的增加，通常存在对准误差的累积效应，这导致最终的电铸部件可能不具有对该部件要求的尺寸精度。而且，在该工艺中的在层之间的粘结工艺中，存在制造的复杂化。

发明目的

本发明的目的在于提供一种工艺，其克服或基本改善了与现有技术有关的缺陷中的至少一些缺陷。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种形成三维3D的微型部件的方法，所述方法包括步骤：(i)使用双光子吸收聚合在光致抗蚀剂材料中形成三维几何轮廓，其中在形成于光致抗蚀剂中的三维几何部分已被烘烤时，三维几何轮廓形成限定微型部件的外表面部分的交联的聚合轮廓，以及(ii)应用UV(紫外)聚合工艺，以使与所述三维几何轮廓相邻的光致抗蚀剂的聚合物材料交联。

在本方面的第一实施例中，所述三维几何轮廓形成封闭的壳体，在所述封闭的壳体中限定模腔，所述模腔限定用于形成微型部件的形状和几何尺寸，并且该方法进一步包括步骤：对光致抗蚀剂进行显影，以在封闭的壳体中提供模腔，其中通过UV(紫外)聚合工艺聚合光致抗蚀剂的步骤使得光致抗蚀剂材料交联，以便形成用于在其中形成微型部件的模具。