IMT（カールスルーエ研究センター・マイクロストラクチャ技術研究所）

LIGAプロセス

 

※ナノバイオEXPO 2008出展技術

 

LIGAは，1980年代初期にカールスルーエ研究センター・IMT（当時はInstitute for Nuclear Enigneering）にて，Prof. Dr. E. W. Becker並びにDr. Ehrfeld主導で開発されました。

以下の3つのステップの略称がLIGA（リガ）と呼ばれ，微細コンポーネントの低価格・大量生産に適しています。

1. ディープX線リソグラフィ LIthographie

2. 電鋳法 Galvanoformung

3. 樹脂の成型（エンボス等） Abformung

 

※LIGA構造例（形状による）

 

 

1. ディープX線リソグラフィとマスク技術（形状転写）

ディープX線リソグラフィは高いアスペクト比を持つ自由な側方デザインが可能です。IMTでは同じキャンパス内にある「シンクロトロン放射線源ANKA」にてこの最初のステップを迅速に提供いたします。高い透過性と密度，平行性をもつシンクロトロン平行X線を用いるため，リソグラフィ加工された完成品の側壁は滑らかかつ互いに平行となります。

 

構造体の初期形状は，まず「マスク」（金吸収体上にチタン，ベリリウムなどの薄膜）上に構成されます。放射光が遮られない部分はレジスト樹脂（PMMAなど）に構造情報が伝達され，照射部分は除去剤で取り除かれます。

 

2. 電鋳法（精密金属構造の製造）

照射を受けたプラスチック剤の除去によって生じた空間は，電鋳により金属（下記参照）で充填されます。こうして樹脂構造のネガティブパターンが，金属で作られます。

※電鋳対応金属：Ni, Cu, Au, Ni-Co, Ni-Fe

※電鋳でできた製品の用途は2種類あります

 

3. 樹脂成型（樹脂製品大量生産 / エンボス加工）

上記の1. と2. を経て作られる金属構造が「金型（モールド）」として用いられ，非常に正確な微細樹脂製品の大量生産を可能にします。

IMTでは，樹脂の複写に「樹脂真空エンボス」を用いています。微細構造のための真空エンボス法はIMTにて発展し，射出成型法の代替手法として用いられます。

 

※樹脂成型対応材質例

・光学特性のある樹脂：プレキシガラス=PMMA，ポリカーボネート（PC）

・耐薬品性のある樹脂：エポキシフェノール樹脂，フッ化ビニルデン樹脂（PVDF），他のフッ素重合体

・高耐熱性樹脂：ポリサルフォン（PSF/PSU），ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）

・他にPOM，PP，COC，PFA，LCP等

 

※ホットエンボス成型のサイズ例