厚膜光阻JSR THB-430N在微影、電鑄，壓模製程之研究及其微飛行器結構製造之應用

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研究生：	游智勝 Chih-Sheng Yu
論文名稱：	厚膜光阻JSR THB-430N在微影、電鑄，壓模製程之研究及其微飛行器結構製造之應用
指導教授：	曾繁根 Fan-Gang Tseng 錢景常 Jing-Chang Chian
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	原子科學院 - 工程與系統科學系 Department of Engineering and System Science
論文出版年：	2001
畢業學年度：	89
語文別：	中文
論文頁數：	75
中文關鍵詞：	微飛行器、撓性結構、JSR厚膜光阻、高深寬比結構
外文關鍵詞：	UV-LIGA, High aspect ratio micro structures, thick photoresist, micro molds, JSR photoresist, micro stencils
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本論文旨在探討微飛行器之結構相關問題，並發展新微機電製程技術以製作高深寬比微結構。
本研究主要是應用微機電技術中的UV-LIGA，微電鑄及模造等製程來進行微飛行器撓性結構的組裝。本研究成功的使用JSR光阻來取代SU-8厚膜光阻，解決電鑄完後光阻難去除的問題。在光阻厚度上並大幅超越了文獻中及廠商的限制，成功的完成1400μm製程。利用兩階段的方式，丙酮、光阻去除液（THB-S1），可將電鑄完後的高深寬比光阻母模去除，不會對微結構產生任何影響。

微飛行器高深寬比之骨幹微結構即以一新技術製成。為減少摩擦於小尺度運動機構上之能量損耗，微機構骨幹間連接機制採用撓性材料MRTV1矽膠。本研究亦成功發展出矽膠壓模與微骨幹連接之技術。此一製程之優點除了製程的相容性高之外，撓性材料並提供無摩擦、無間隙及不必潤滑等優點。

在本研究中，已經完成1400μm的製程，配合變形量高達1000％的撓性材料MRTV1的模造技術，未來將配合利用銲錫的表面張力，以達成微飛行器三維結構自我組裝之目標。

目  錄
頁次

摘要 …………………………………………………………………..     I

致謝 …………………………………………………………………..    II

目錄 …………………………………………………………………..     III

表目錄       ………………………………………………………………..      VI

圖目錄       ………………………………………………………………..      VII

第一章 前言…………………………………………………………      1

1 研究背景 ………………………………………………………...   1

2 研究目的 ………………………………………………………...   2

第二章 文獻回顧      ……………………………………………………        3

1 微飛行器之演進....……………………………………………...   4

2 微結構材料……....……………………………………………...   5

3 微結構成型技術……....………………………………………...   6

3.1電鑄原理…………………………………………………. 6

3.2電鑄應力…………………………………………………          7

3.3電鑄針孔….……………………………………………… 7

3.4容量分析………………………………………………….  7

3.5厚膜光阻………………………………………………….  8

3.6撓性結構………………………………………………….  9

第三章撓性結構設計及分析……………………………………….              15

1 微影製程之光阻母模……..……………………………………             15

2製程步驟說明……...……………………………………………             16

2.1旋佈光阻…………………………………………………. 16

2.2軟烤………………………………………………………          17

2.3曝光………………………………………………………          17

2.4顯影………………………………………………………          17

2.5去除光阻…………………………………………………          18

3 微結構成型製程………………………………………………..             19

3.1電鑄流程…………………………………………………. 19

3.2電鑄設備…………………………………………………          19

4 撓性材料- MRTV1……………………………………………..              21

4.1撓性材料製作流程………………………………………          22

第四章 實驗結果與討論……………………………………………      34

1 旋佈光阻……………………………..…………………………             34

2 軟烤..………………………………………………….…………    35

3 曝光..………………………………………………….…………    36

4 顯影..………………………………………………….…………    36

4.1直接顯影………………………………………. …………        36

4.2超音波顯影……………………………………..        ………...       37

5 輔助顯影工具探討..……………………….……………………    37

6 電鑄..………………………………………………….………….   38

6.1電鑄液與光阻間的接觸角度……………………………..  39

7 去除光阻..…………………………………………….………….   40

6.1 THB-S1去除光阻…………..…………………………….        40

6.2 兩階段去除（Two step）……………………..       …………        40

8 撓性結構…………………………………………………………     41

第五章 結論…………………………………………………………      71

1 結論………………………………………………………………     71

2未來工作…………………………………………………………      72

參考文獻……………………………………………………………..     73

參考文獻
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〔27〕電鑄廠商製程手冊，百聚公司
〔28〕http://dmtwww.epfl.ch/ims/micsys/projects/su8/
〔29〕JSR THB-430N製程手冊,
〔30〕http://www.kawabishi.com.tw/main.html
〔31〕http://avdil.gtri.gatech.edu/RCM/RCM/Entomopter/
EntomopterProject.html

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