Julio Cesar Fernandes e Pedro Barbaroto LABORATÓRIO NACIONAL DE LUZ SÍNCROTRON - LNLS

1. Julio Cesar Fernandes e Pedro BarbarotoLABORATÓRIO NACIONAL DE LUZ SÍNCROTRON - LNLS TECNOLOGIA LIGA

2. ÍNDICE • 1. INTRODUÇÃO • 2. HISTÓRICO • 3. PROCESSO LIGA • 4. PROJETO DE DISPOSITIVOS • 5. APLICAÇÕES • 6. LIGA NO BRASIL

3. INTRODUÇÃO • LIGA • LITOGRAPHY - LITOGRAFIA • GALVANOFORMUNG - ELETROFORMAÇÃO • ABFORMTECHNIK - MOLDAGEM PORTA AMOSTRA PARA LITOGRAFIA POR RAIOS-X.

4. 1982 1975 HISTÓRICO LIG: ROMANKIW E COLABORADORES, IBM ESTRUTURAS DE METAL DE 20 mm DE ESPESSURA L - LITOGRAFIA DE RAIOS-X LIGA: EHRFELD E COLABORADORES, KfK ALEMANHA

5. PORQUE DO LIGA? • REDUÇÃO DE CUSTO: • TECNOLOGIA • FABRICAÇÃO MICROSSISTEMA PARA ENRIQUECIMENTO DE URÂNIO. PRODUZIDO POR ELETROFORMAÇÃO DE Ni. 1º PRODUTO FEITO COM PROCESSO LIGA.

6. PROCESSO LIGA • LITOGRAFIA PROFUNDA • ULTRAVIOLETA • RAIOS-X • ELETROFORMAÇÃO DE METAL • Ni, Au, Cr, Al, Cu, Zn, Ag, Ti, Fe e ligas metálicas. • MOLDAGEM • POLÍMEROS • CERÂMICAS • METAIS

7. LITOGRAFIA PROFUNDA 1796 – ALOYS SENEFELDER LITHOS – PEDRA GRAPHEIN - ESCRITA • BASE DA TECNOLOGIA LIGA DE MICROFABRICAÇÃO. • RESISTES (POLÍMEROS FOTOSSENSÍVEIS) COM ESPESSURA DE 5 ATÉ MILHARES DE MICRONS.

8. LITOGRAFIA POR UV • COMPRIMENTO DE ONDA: 430 nm • QUALIDADE ÓPTICA: BAIXA • RAZÃO DE ASPECTO ATÉ 20:1

9. LITOGRAFIA POR RAIOS-X • COMPRIMENTO DE ONDA: 0,6 nm • FILMES DE VÁRIOS CENTÍMETROS DE ESPESSURA, DEPENDENDO DA ENERGIA • PRECISÃO VERTICAL TÍPICA DE 0,1m/200 m DE ESPESSURA DO FILME • SUPERFÍCIES COM QUALIDADE ÓPTICA: RUGOSIDADE DA ORDEM DE 30 nm. • RAZÃO DE ASPECTO ATÉ 150:1

10. FEIXE DE ELÉTRONS IV até RAIOS-X LUZ SÍNCROTRON DIPOLO GERAÇÃO DOS RAIOS-X • FEIXE ELETRÔNICO DE ALTA ENERGIA ACELERADO POR CAMPO MAGNÉTICO GERANDO A LUZ SÍNCROTRON • MICROFABRICAÇÃO É APLICAÇÃO TECNOLÓGICA DIRETA MAIS IMPORTANTE DA LUZ SÍNCROTRON

11. RAIOS-X FILTRO DE Be (125mm #) FILTRO DE Al (37,5mm #) SEED LAYER DA MÁSCARA DE KAPTON (0.2mm # Au) ABSORVEDOR DE AU (1,8mm #) ABSORVEDOR DE SU-8 (20mm#) FILME DE SU-8 (125 mm #) SUBSTRATO DE Si LITOGRAFIA PROFUNDA POR RAIOS-X ESPECTRO DEPOIS DA FILTRAGEM 5 - 15 keV

12. UV vs. RAIOS-X

13. LUZ SÍNCROTRON MÁSCARA PARA RAIOS-X ESTRUTURA DE RESISTE (MOLDE PRIMÁRIO) PADRÃO ABSORVEDOR RESISTE EXPOSIÇÃO REVELAÇÃO METAL DEPOSITADO METAL DEPOSITADO SUBSTRATO SUBSTRATO LITOGRAFIA

14. ESTRUTURA DE RESISTE METAL DEPOSITADO (SEED LAYER) MOLDE PRIMÁRIO SUBSTRATO METAL ELETROFORMADO MOLDE SECUNDÁRIO (METAL) SUBSTRATO ELETROFORMAÇÃO

15. MOLDAGEM

16. MOLDE SECUNDÁRIO (METAL) MOLDE SECUNDÁRIO (METAL) PLACA DE INJEÇÃO PLACA DE INJEÇÃO DESMOLDAGEM ORIFÍCIO DE INJEÇÃO MICROESTRUTURAS EM POLÍMERO ENCHIMENTO DO MOLDE ORIFÍCIO DE INJEÇÃO MOLDAGEM DE POLÍMEROS

17. LAMA CERÂMICA MICROESTRUTURA MOLDE EM POLÍMERO MOLDE EM POLÍMERO (PERDIDO) MOLDAGEM DE CERÂMICA

18. POLÍMERO CONDUTOR POLÍMERO CONDUTOR POLÍMERO CONDUTOR ELETROFORMAÇÃO DESMOLDAGEM COBERTURA POLÍMERO ISOLANTE PREENCHIMENTO MOLDE EM POLÍMERO POLÍMERO ISOLANTE POLÍMERO ISOLANTE POLÍMERO ISOLANTE METAL MICROESTRUTURA MOLDE EM POLÍMERO MOLDE EM POLÍMERO MOLDAGEM DE METAIS

19. PROJETO DE DISPOSITIVOS • DESENHO EM CAD • CONFECÇÃO DA MÁSCARA • PROCESSO 3.1 ESPALHAMENTO DO RESISTE 3.2 EXPOSIÇÃO A RADIAÇÃO 3.3 REVELAÇÃO 3.4 ELETROFORMAÇÃO E REMOÇÃO

20. DESENHO EM CAD ENGRENAGEM

21. CONFECÇÃO DA MÁSCARA

22. MÁSCARA PARA RAIOS-X ABSORVEDOR: 3-15 m # Au. SUBSTRATO: MEMBRANA DESi, Si3N4, Kapton, ... Eletroformação Moldura Silício Corrosão KOH Difusão Boro Filme metálico Litografia Remoção Resiste

23. MÁSCARA DE KAPTON ABSORVEDOR: 2m # Au. SUBSTRATO: MEMBRANA DE KAPTON (POLIIMIDA) DE 25m #.

24. ESPALHAMENTO DO RESISTE (SU-8) RESISTE BASE CONDUTORA SILÍCIO

25. EXPOSIÇÃO A RADIAÇÃO RESISTE EXPOSTO RESISTE NÃO EXPOSTO BASE CONDUTORA SILÍCIO

26. REVELAÇÃO RESISTE EXPOSTO BASE CONDUTORA SILÍCIO

27. ENGRENAGEM EM POLÍMERO SU-8: f =1mm BRASIL-LNLS

28. DISPOSITIVOS EM SU-8/UV 125µm # ENGRENAGENS POSTES ESPIRAL MOLDES PARA FIOS TURBINA PENEIRA TUBOS ENGRENAGEM f=2mm ENGRENAGEM f=4mm

29. ENGRENAGEM (170X) 470µm BRASIL-LNLS

30. POSTES (550X) BRASIL-LNLS

31. PENEIRA (180X) BRASIL-LNLS

32. MOLDES PARA FIOS (550X) BRASIL-LNLS

33. TUBOS (270X) BRASIL-LNLS

34. DISPOSITIVOS EM SU-8/RAIOS-X 125µm # ENGRENAGENS POSTES MOLDE DE FIEIRA ESPIRAL TUBO VERTICAL PENEIRA BRASIL-LNLS

35. ENGRENAGEM (200X) 470µm BRASIL-LNLS

36. POSTES (400X) BRASIL-LNLS

37. ESPIRAL (400X) BRASIL-LNLS

38. MOLDE DE FIEIRAS (400X) BRASIL-LNLS

39. PENEIRAS BRASIL-LNLS

40. ELETROFORMAÇÃO E REMOÇÃO METAL BRASIL-LNLS

41. APLICAÇÕES • DISPOSITIVOS: • ELETROMECÂNICOS • ELETRÔNICOS • QUÍMICOS

42. MICROMÁQUINAS BRASIL-LNLS

43. MICROMÁQUINAS BRASIL-LNLS

44. DISPOSITIVOS EM POLÍMERO MOTOR ELETROSTÁTICO MOLDE PARA ESTUDO DE CERÂMICAS FERRAMENTAS PARA MANUSEIO DE PROTEÍNAS BRASIL-LNLS: MUSA99/01

45. MOTOR ELETROSTÁTICO EM SU-8 BRASIL-LNLS: MUSA99/01

46. MOLDE PARA ESTUDO DE CERÂMICAS BRASIL-LNLS: MUSA99/01

47. FERRAMENTAS PARA MANUSEIO DE CRISTAIS DE PROTEÍNAS BRASIL-LNLS: MUSA99/01

48. FORMAS PARA ELETROFORMAÇÃO CAPACITOR INDUTOR BRASIL-LNLS: MUSA99/01

49. FORMA DO CAPACITOR EM SU-8 BRASIL-LNLS: MUSA99/01

50. FORMA DO INDUTOR EM SU-8 BRASIL-LNLS: MUSA99/01