LIGA (Fertigungsverfahren)
Lithografisch-galvanische Abformung. Technik in der Mikrosystemtechnik um mikrometerfeine Kunststoffstrukturen herzustellen.
Vorgehensweise:
- Ausgangsmaterial ist ein Siliziumwafer mit einem (dickschichtigen)
Fotolack.
- Der Fotolack wird belichtet, so dass nach dem Entwickeln die am Ende gewünschte
Struktur stehenbleibt.
- In einem galvanischen Verfahren wird ein Metall auf dem
Siliziumwafer zwischen dem Fotolack abgeschieden.
- Nach dem entfernen des Fotolacks bleibt das Metall zurück das jetzt
als Werkzeug benutzt werden kann.
- Mit der erzeugten metallischen Negativform wird nun das erwünschte
Bauteil abgeformt, entweder durch Spritzgießen oder Heißprägen.
Wiederholt man die Schritte Belichten, Entwickeln und Galvanik mehrmals, so kann man komplexere Strukturen entwerfen, die sich aber zum Substrat (dem Wafer) hin verjüngen müssen, sonst würde sich das Bauteil nicht aus der Form lösen. Dies beschränkt die Komplexität der herzustellenden Struktur.
Benutzt man die mittels LIGA erzeugte Form zum Spritzgießen ergibt sich eine Besonderheit im Gegensatz zur Herstellung makroskopischer Teile: es müssen keine Bohrungen für das Entweichen der in der Form vorhandenen Luft vorgesehen werden, da beim Herstellen von Bauteilen einiger hundert Mikrometer Größe die Unebenheiten der Kontaktfläche von Form und Gegenstück für das Entweichen der Luft ausreichen. Nur die Bohrungen für das Zuführen des zu spritzenden Materials müssen erzeugt werden.
Mittels LIGA-Technik werden Zahnräder für Miniaturgetriebe (zum Beispiel im Kopf eines Bohrers beim Zahnarzt) und mirofeine Düsen für Filter hergestellt.
Miniaturisierte Getriebe die mittels LIGA-Technik hergestellt wurden kann man aufgrund ihrer geringen Größe nicht schmieren. Deshalb besteht die Kunst der Entwicklung eines solchen Getriebes darin, Materialkombinationen zu finden, die selbstschmierend sind. So sind etwa zwei Zahnräder aus dem gleichen material schlechter als die Kombination von bestimmten unterschiedlichen Materialien.