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微流控芯片常用加工工藝

微流體通道的加工工藝有光刻和刻蝕技術(shù)、熱壓法、模塑法、注塑法LIGA 法和激光燒灼法等傳統(tǒng)方法以及 3D 打印等多種手段,下面就光刻法和模塑法這兩種常用的手段進行詳細(xì)的說明。

1)光刻和刻蝕技術(shù)

光刻是利用光成像和光敏膠在微流控芯片的基片如硅、玻璃等材料上圖形化的過程,其基本工藝過程包括:預(yù)處理、涂膠、前烘、曝光、顯影、堅膜等。

①基片清洗

通過拋光、酸洗、水洗的方法使硅、石英或玻璃等基片表面得以凈化,并將其干燥,便于后續(xù)光刻膠與基片表面的粘附;

②涂膠

在處理過的基片表面均勻涂上一層光刻膠;

③前烘

去除光刻膠液中溶劑,增強光刻膠與基片粘附以及膠膜的耐磨性;

④曝光

曝光是光刻中的關(guān)鍵工序,主要是用紫外光等透過掩模對光刻膠進行選擇性照射,在受光照的地方,光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng),改變感光部位膠的性質(zhì),如圖所示;

圖片1.png 

⑤顯影

把曝光過的基片用顯影液清除應(yīng)去掉的光刻膠,以獲得與掩模相同(正光刻膠)或相反(負(fù)光刻膠)的圖形,如圖所示;

圖片2.png 

⑥堅膜

將顯影后的基片進行清洗并烘烤,徹底除去顯影后殘留于膠膜中的溶劑或水分,使膠膜與基片緊密粘附,防止膠層脫落,并增強膠膜本身的抗蝕能力。

圖片3.png 

2)模塑法

用光刻方法先制出陽模(所需通道部分突起),然后澆注液態(tài)的高分子材料,將固化后的高分子材料與陽模剝離就得到具有微通道的芯片。其關(guān)鍵在于模具和高分子材料的選擇,理想的材料應(yīng)相互之間粘附力小,易于脫模。

制作過程:通過光刻在負(fù)光膠上得到圖形,經(jīng)顯影烘干后直接作模具用;用聚二甲基硅氧烷澆注于由硅材料、玻璃等制得的母模上得到聚二甲基硅氧烷模具。

(3)其他方法

圖片4.png 

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