JIC35導讀：熱熔回流技術LIGA技術於20世紀80年代由德國卡爾斯魯爾核研究鉆床開發(fā)而成。LIGA由德文Lithographie、Galvanoformung和Abformung三個詞的縮寫構成，是X射綫深層光刻、微電鑄和微復制工藝的結合。受限於X射線的昂貴用度，UV-LIGA技術、Laser-LIGA技術、DEM技術、IB-LIGA技術等類LIGA技術應運而生。受到光刻技術加工原理的局限性，上述光刻技術和類光刻技術只能加工具有垂直側壁的微結構零件。良多微型制件具有曲面結構，開發(fā)一種能夠加工曲面的光刻技術迫在眉睫。本文作者提出一種新方法，在光刻技術顯影工序和電鑄工序之間加入熱熔回流工藝，能夠制造出具有球形曲面的微結構零件，擴大了光刻技術的應用范圍。
　　
　　產品的小型化、微型化是21世紀產品發(fā)展的主要趨勢之一，微小零件、微小裝置在半導體產業(yè)、生物技術、微電子產業(yè)、遠程通信以及醫(yī)療行業(yè)中得到越來越廣泛的應用。微細加工技術是實現(xiàn)產品零部件微型化基本技術，受到越來越多的關注。
　　
　　熱熔回流技術原理是，在鉆床矽基板上涂覆一定厚度的光刻膠，利用光學光刻在光刻膠上制作出圓柱陣列，升溫到光刻膠的玻璃轉化溫度以上，因為光刻膠表面張力作用以及分子動能的增加，圓柱上部近似形成球面的外形，工藝流程如圖2所示。
　　
　　1988年，ZoranD.Popovic等人提出熱熔回流法，采用加熱圓柱光刻膠的方法，形成了具有微球形曲面的光刻膠微結構。為了控制光刻膠熱熔後形成微球形曲面的底面直徑，在圓柱光刻膠的底部制作一個直徑稍大的基座，這樣加熱光刻膠後，熔融光刻膠延伸到基座邊沿，形成具有定直徑的球形微結構，幷且得出加熱時間對微結構形貌參數(shù)影響大于加熱溫度的結論。
　　
　　R.F.Shyu等人研究熱熔回流工藝參數(shù)對微球形曲面底面直徑的影響規(guī)律，得出在6小時的加熱時間下，加熱溫度從200℃—300℃，微球形曲面底面直徑先增大後減小，在250℃時達到zui大值；在250℃的加熱溫度下，加熱時間從1h到9h，微球形曲面底面直徑先減小後增大，在3h達到zui小值。
　　
　　C.K.Chung等人采用熱平板加熱和烤箱加熱兩種不同的方式得到微球形曲面的光刻膠微結構，發(fā)現(xiàn)熱平板加熱方式得到的微結構更加凸起，烤箱加熱方式得到的微結構更加平坦。造成這種現(xiàn)象的原因是平板加熱時，光刻膠和環(huán)境溫度梯度大，烤箱加熱時沒有溫度梯度，造成微結構平坦。
　　
　　任智斌、盧振武等人理論計算了熔融前後圓柱光刻膠底面直徑和高度與微球形曲面底面直徑和高度之間的數(shù)值關系，幷通過縮短顯影時間的方法來進步微透鏡陣列的F數(shù)和填充因子，進一步微透鏡陣列的光學機能。
　　
　　以上對鉆床熱熔回流技術制作球形微結構做了初步的理論研究和實驗工作，但對于球形微結構形貌參數(shù)的正確控制技術還不成熟，沒有形成一套相關理論模型，建立起工藝參數(shù)與微結構形貌的數(shù)值關系，實驗上也很難達到對微結構形貌參數(shù)的控制。