Прецизионная пресс-форма для литья под давлением имеет допуски на размеры, контролируемые ниже 1/3 допуска на размеры изделий. Точность пресс-формы зависит от точности размера полости и количества полостей в конструкции, расположения полости, точности поверхности разъема, выбора материала и допуска на размеры. Толщина нижней пластины, опорной пластины и стенки полости, а также размер литника являются важными факторами прецизионной пресс-формы. Инженерное проектирование не менее важно. Форма обычно изготавливается из легированной стали, обладающей высокой механической прочностью.
Изготовление пресс-форм
Вставки формы (или шаблоны) могут быть изготовлены с использованием различных технологий. Для крупных элементов (> 50 мкм) с допусками и повторяемостью в диапазоне около 10 мкм традиционная обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) и проволочная электроэрозионная обработка (EDM) таких материалов, как инструментальная сталь и литье из нержавеющей стали, часто достаточно точны. Преимущество этого метода заключается в том, что используемые материалы инструментов такие же, как и в обычных полимерных формах, поэтому их конструкция, прочность и срок службы хорошо известны. Сложные 3D-структуры также могут быть легко обработаны. Основные недостатки заключаются в том, что трудно сделать острые углы или прямые углы, а качество поверхности обычно плохое (шероховатость поверхности около нескольких мкм). Алмазное микрофрезерование/микросверление, микроэрозионная обработка и процессы прямого удаления с помощью эксимерного или фемтосекундного лазера могут уменьшить шероховатость поверхности до 1 мкм или менее. Хотя методы на основе алмаза также могут создавать элементы размером менее 10 мкм, они применимы только к «мягким» металлам, таким как никель, алюминий и медь. Для прототипирования большинство из этих методов можно непосредственно использовать для изготовления полимерных материалов.
микрожидкостные устройства. Для элементов меньшего размера (до одного микрона или меньше) необходимо использовать фотолитографические методы, электронно-лучевую литографию (EBL) или литографию со сканирующим зондом (SPL, например, литографию с погружным пером AFM (т. е. механическую обработку поверхности). Здесь , самособирающийся монослой жидкого фоторезистора (SAM) помещается на гальванический исходный слой путем центрифугирования, тонкопленочного осаждения или самосборки.Микроэлементы формируются либо после облучения через фотошаблон и проявления, либо прямого электронного луча или запись сканирующего зонда. Для прототипирования эта структура фоторезиста может служить самим микроустройством или использоваться в качестве формы (называемой формой фоторезиста) в процессах формования при низкой температуре и низком давлении. В более общем случае эта структура либо используется непосредственно для гальванического покрытия, либо для влажного/сухого травления кремния с последующим гальваническим покрытием Обе технологии позволяют получить металлический инструмент, обычно никель или никель-кобальт Для элементов с низким аспектным отношением (определяемым как отношение глубины элемента к w idth) или для быстрого прототипирования, когда срок службы вкладышей формы не имеет решающего значения, стеклянная или кремниевая пластина, протравленная методом влажного или реактивно-ионного травления (RIE), может использоваться непосредственно в качестве вкладыша формы. Для очень маленьких функций (< 1 мкм) с высоким соотношением сторон (до 100 и выше), для получения вставки формы необходимы такие технологии, как LIGA в толстых резистах (например, EPON SU-8) или Deep RIE (DRIE).