LIGA/UV-LIGA电镀加工|MEMS器件芯片
微系统（Microsystem,欧洲惯用词）、微』机电系统（Micro Electro Mechanical System,MEMS,美国惯用词）和微机械（Micromachine,日本惯用词）能够将微传感器、微执行器、信号处理、控制电路、微能源、热管理及各种形式的接口，通过∞综合设计形成多功能于一体的集成器件或系统。MEMS作为智能微系统实现的五＠ 大构成要素之一，被认为是狭义ω 上的微系统技术，本质上是一种实现单一或多类用途的综合性前沿技术，涉及微电子学、信息学、光学、声学、化学、流体力学、自动控制、材料科学等多学科交叉。MEMS 技术制备的◣器件具有微型化、集成化、稳定性高、可◆批量生产等特点，在信息、生物、汽车、军事等领域具有广泛的应用前景，对保持技术领先优势具有▽重要意义。
随着 MEMS 技术中的金属微结构器件应用需求和加工难度的不断增加，电镀已经发展为 MEMS 器件实现工艺中不可缺少的一种。电镀工艺不再限于作为表※面防护层应用，而是通过微区电镀∞来制备MEMS 所需的特定≡金属机械微结构、功︾能微结构、互联微结构及散热微ω 结构等。MEMS 技术中的电镀工艺与传统电镀过程最大的不同点在于，往往需要伴随以晶圆为载体的辅助工艺步骤，如种子层制备〇、光刻、腐蚀、研磨抛光、激光修调、多层堆叠等加卐工步骤，工艺方法相对更※加复杂。
LIGA/UV-LIGA工艺
LIGA 是德文“光刻、电▲铸和注塑”的缩写，也是最早的以电铸结构为主的 MEMS 加工技术。LIGA工艺过程包括 X 光同步辐射光刻、电铸制模∑ 和注模复制步骤，工艺步骤流程。光刻需要在导电衬底上涂厚光刻胶，一般用甲基丙烯酸甲酯▂▂（PMMA），它的化学特性是经 X 射线照射后【可以被显影剂溶解。制膜要利用电镀微结构的方法在导电衬底上沉积金属，为了不引起微结构的变形，LIGA电镀过程要求沉积▲的金属具有最小的应力，且在开模的△过程中不会发生粘连导致微结构损坏」，一般的可用电镀材々料包括金、铜、镍以及镍合金等。电镀得到的金属微结构模型称为型芯，注膜复制工艺就是通过型芯大批量生产微型器件〖，成型的主要方法包括注射成型和热膜压印ξ 两种。由于 X 射线有非常高的平行度和极强的辐←射强度，使得 LIGA 技术能够制造出深宽比达到 500、厚度从数百微米到毫米级别▆、侧壁光滑且平行度偏差在亚微米范围内的三维体结构，这是其它微制造技术无法实现的。此外，采用 LIGA技术结♀合多掩模套刻、掩模板线性移动、倾斜承◢片台、背面倾◆斜光刻等措施，还能制造含有叠状、斜面、曲面等结构特征的三维微小元器件。
由于 LIGA 技术需要极其昂贵的 X射线光源和制作○复杂的掩模板，其工艺成本①非常高，限制了该技术在工业上的广泛应︼用。于是出现了一类应用↓低成本光刻光源和掩模的制□ 造工艺，这种新的加工技术制造性能与 LIGA 技术相当，通称为准 LIGA 技术或 LIGA-like技术。其中，使用紫外光源对光刻胶曝光的 UV-LIGA 技术是一种成本和步骤都相对简单的工艺，最常用的是采用SU-8 负型胶代∮替 PMMA 正胶作为√光敏材料，可以减少◆曝光时间并提高加工效率。通常加工厚度可√达 0.5 mm 以上，深宽比达 20︰1 以上，侧壁陡直、表面平整，是最为常用的 MEMS加工工艺之一。
金属微结构
金属微结构能够作为微系统组成的传动装置、支撑结构、减震结构、执行※器等进行使用。UV-LIGA 技术主要针对深宽比要求相对∴高且结构相对简单的◢金属微结构，如高深◥宽比的齿轮、支撑架、微管等。目前¤报道的 UV-LIGA工艺中已知的最大的深宽比可以达到 190︰1 以上，该结果由美国路易斯安那大学通过使用 Cargille 折射率匹配液进行 SU-8 光刻间隙补╱偿方法后得到。
惯性传感器
惯性传感器卐是 MEMS 技术中的一大类∞代表性应用，MEMS 惯性传感器主要包括 MEMS 陀螺仪、MEMS 加速度计、惯性开关等典型产品，集成化、低功耗、低成本的 MEMS 惯性传感器主要满足民用消费需求，高性能、特殊应用环境①下的 MEMS 传感器主要应∑ 用于军事领域。利用体工艺或表面微加工工艺制造惯性传感器往往需要昂贵的ㄨ设备，除光刻设备以◥外，DRIE、阳极键合、气相沉积等设备都是十分常用的。而以电镀技术为主体结构实现的 MEMS 惯性传感器主要采用紫外线光刻和电铸设备，如 UV-LIGA 技术可以用来制备∏陀螺、加速度计、惯性开关等。
射频器件
电镀工艺在制备 MEMS 射频器件方面有▼着先天的技术优势，尤其是以电镀铜、金等具有高电导率金属为主体结构的射频器件。
散热微结构
MEMS 器件组成的微系统具有集成度高、微小型化、功能〖强大等特点，但同时该结构对系统散热性↘能有很高的要求，尤其是⊙伴随着 GaN 等三代←半导体材料的逐步应用，导致系统的散热密度和散热难度急剧增大，具体体现为高面热流度、高体热流密度和热堆叠。降低系统工作〓时器件的温度，是有〗效提升器件使用寿命的方法。电镀】技术能够沉积高导热的金属铜作为通道体结构或辅「助结构，形成特有的微型散热片结构。
总结
电镀工艺有着其它微加工技术不具备的典型优势。其一，电镀工艺是一种典型增材加工方法，能够采用类似于多层堆叠々的加法模式，较容易形成三维器○件结构，为复杂金属微◣器件制备提供了良好途径；其二，电镀＠ 工艺不需要昂贵的真空环境设备，尤其是以电镀铜和电镀镍为↓主的器件应用，是潜力极大的低成本、批量化加工方法。
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