第一章 緒論
1.2 微機電技術發展之簡介
(a) 親水性接觸角 (b) 疏水性接觸角 圖 1.1 液體在固體表面之接觸角示意圖
1.2 微機電技術發展之簡介
為製作表面具備微米等級結構或陣列之精密模具，必須使用微機電製造 技術來完成。如表 1.1 所示微機電製造技術大致可分為矽基微加工與非矽基 微加工兩類【2】。有關矽基微加工技術可分兩種：面型微加工技術與體型微 加工技術；另非矽基微加工分別有：LIGA 技術、類 LIGA 技術、微機械加 工、高分子微加工及其他低溫製程技術。有關前列微加工技術的說明如下所 述。
1.2.1 矽基微加工技術
(1) 面型微加工技術(Surface micromachining)
面型微加工與體型微細加工的不同之處
，
在於面型微加工是在基材上建 立堆疊薄層之結構，而非直接對基材或晶片執行加工。此加工技術大致是參 照積體電路的平面製造技術，利用薄膜沉積、微影、蝕刻及犧牲層(sacrificial layer)等技術，來製備形成各種薄膜層圖案，並進行多層結構之堆疊與蝕刻 釋放(releasing)，以獲得近似三維的微結構或可動懸浮結構。此種技術可製 作出懸浮且具有導電性之微結構，如懸臂樑(cantilever beam)、微面鏡(micro mirror)、分光器(beam splitter)、微感測器等微元件，以及進行移除加工等方 式。(2) 體型微加工技術(Bulk micromachining)
體型微加工技術是在矽晶圓的表面上，利用非等向性蝕刻、雙面對準、 上應用於製作微噴孔(micro nozzles)、微反應器(micro reactor)、微馬達(micro motor)及振盪器(oscillator)等複雜且精密的微小元件。
1.2.2 非矽基微加工 (1) LIGA 技術
LIGA 引用於德文中 Lithografie、Galvanofung、Abformung 等字，如圖 1.2 所示表達之意義，分別有光刻(lithography)、電鑄(electroforming)、模造 (molding)流程【3】。LIGA 之技術源於 70 年代中期，IBM「電化學技術及微
4 radiation X-ray)，此種光源具有功率大、極佳穿透力，繞射現象小等特點，
此曝光源所製造出的微結構，其厚度可達 1000 μm 以上，深寬比更可達 100，
橫向製程精度可達 0.25 μm、表面粗糙度 0.03~0.05 μm【5】。
此外，X-ray LIGA 所使用的光罩與一般 UV 光的光罩不同，其需要先製 作出中間光罩(intermediate mask)，而後再利用中間光罩來製造正式應用的 X 光光罩。光罩上為擋住 X-ray 的區域需採用 7 μm 的鈹箔，再覆加上 8 μm 的
也必須克服易產生之內應力變形、鍍層針孔等問題【8】。 代性光刻方法有配合厚膜光阻的紫外光微影(UV lithography) 、準分子雷射 微加工(excimer laser micromachining)、感應耦合電漿離子蝕刻(inductively coupled plasma - reactive ion etching, ICP-RIE)等【9~13】。前述替代性光源之 成本低，其精密度也由 X 光深刻術的次微米精度降至微米左右，同時光刻
6 (micromolding in capillaries, MIMIC) 、微轉印成形(microtransfer molding,
TM)、複製成形(replica molding, REM) 、微接觸印刷(microcontact printing,
CP)等軟式微影技術(soft lithography)；另低溫製程技術則是為了因應明膠
(gelatin)蛋白質、矽膠、鐵氟龍(teflon) 、 聚對二甲苯(parylene)等材料的應 用，而發展出非矽低溫製程技術。 (Optical MEMS)、射頻微機電(RF MEMS)、生物機電(Bio-MEMS)等三大技 術【15】：(1) 光學微機電系統
近年來利用光學微機電技術所製造的光學零組件，具有體積小、精度高 及 品 質 更 佳 的 特 性 ， 此 技 術 可 應 用 於 發 展 微 光 學 讀 寫 頭 (micro optical pickup)、微鏡片(micro lens)、微光學開關(micro optical switch)、微感測器等，
這些微光學元件可應用於消費性電子產品如數位相機、照相手機，將使這些 產品朝向更輕薄短小與多功化、智慧化發展。
(2) 射頻微機電系統
有關此技術的發展大致有兩個方向，一是以 MEMS 技術用來改善或加 強既有元件之性能，如微機械式電感(micro inductor)、微機械式濾波器(micro filter)。另一方向是運用微機電技術進行創新設計、朝向更小、性能更佳的 微結構元件發展，如微機械式開關(micro switch)、微機械式共振器(micro resonator)。此整合性技術將機械結構與電子電路整合於單一晶片上，此類技 劑 FC-134 添加量之不同變化，探討其對於複合層中(PTFE)沉積之含量、抗 沾黏特性，以及微硬度之影響，以獲取最佳值，並將 Ni-P-PTFE 複合層薄膜 實際沉積於 Ni-Co 模仁表面，促使模仁可達到極佳脫模離型效果。同時，因 模仁的抗沾黏效果提昇，亦將測試其微結構的耐用性，希望可增加完全抗沾 黏之壓模次數，以驗証本論文之 Ni-P-PTFE 複合鍍層之耐用性。