Měkká litografie

MĚKKÁ LITOGRAFIE je termín používaný pro řadu procesů pro přenos vzorů. Ve všech případech je zapotřebí hlavní forma a je mikrovyrobena pomocí standardních litografických metod. Pomocí hlavní formy vyrábíme elastomerní vzor / razítko pro použití v měkké litografii. Elastomery používané pro tento účel musí být chemicky inertní, mít dobrou tepelnou stabilitu, pevnost, trvanlivost, povrchové vlastnosti a být hygroskopické. Silikonový kaučuk a PDMS (polydimethylsiloxan) jsou dva dobré kandidátní materiály. Tato razítka mohou být mnohokrát použita v měkké litografii.

 

 

 

Jedna z variant měkké litografie je MICROCONTACT PRINTING. Elastomerové razítko je potaženo inkoustem a přitlačeno k povrchu. Vrcholy vzoru se dotýkají povrchu a je přenesena tenká vrstva přibližně 1 monovrstvy inkoustu. Tato tenká monovrstva působí jako maska pro selektivní mokré leptání.

 

 

 

Druhou variantou je MICROTRANSFER MOLDING, ve které jsou vybrání elastomerní formy vyplněna tekutým polymerním prekurzorem a tlačena proti povrchu. Jakmile polymer po mikrotransferovém formování vytvrdne, odlepíme formu a zanecháme požadovaný vzor.

 

 

 

Konečně třetí varianta je MICROMOLDING IN CAPILLARIES, kde se vzor elastomerového razítka skládá z kanálků, které využívají kapilární síly k nasávání kapalného polymeru do razidla z jeho strany. V zásadě je malé množství kapalného polymeru umístěno vedle kapilárních kanálků a kapilární síly vtahují kapalinu do kanálků. Přebytečný kapalný polymer se odstraní a polymer uvnitř kanálků se nechá vytvrdit. Forma na razítko se sloupne a výrobek je připraven. Pokud je poměr stran kanálu střední a povolené rozměry kanálu závisí na použité kapalině, lze zajistit dobrou replikaci vzoru. Kapalinou používanou při mikroformování v kapilárách mohou být termosetové polymery, keramický sol-gel nebo suspenze pevných látek v kapalných rozpouštědlech. Při výrobě senzorů byla použita technika mikrotvarování v kapilárách.

 

 

 

Měkká litografie se používá ke konstrukci prvků měřených v měřítku mikrometru na nanometr. Měkká litografie má výhody oproti jiným formám litografie, jako je fotolitografie a litografie s elektronovým paprskem. Mezi výhody patří následující:

 

• Nižší náklady v hromadné výrobě než tradiční fotolitografie

 

• Vhodnost pro aplikace v biotechnologii a plastové elektronice

 

• Vhodnost pro aplikace zahrnující velké nebo nerovinné (nerovné) povrchy

 

• Měkká litografie nabízí více metod přenosu vzorů než tradiční litografické techniky (více možností „inkoustu“).

 

• Měkká litografie nepotřebuje k vytvoření nanostruktur fotoreaktivní povrch

 

• Pomocí měkké litografie můžeme v laboratorních podmínkách dosáhnout menších detailů než fotolitografie (~30 nm vs ~100 nm). Rozlišení závisí na použité masce a může dosahovat hodnot až 6 nm.

 

 

 

VÍCEVRSTVOVÁ MĚKKÁ LITOGRAFIE je výrobní proces, ve kterém jsou mikroskopické komůrky, kanály, ventily a průchody tvarovány do spojených vrstev elastomerů. Použití vícevrstvých měkkých litografických zařízení sestávajících z více vrstev může být vyrobeno z měkkých materiálů. Měkkost těchto materiálů umožňuje zmenšení ploch zařízení o více než dva řády ve srovnání se zařízeními na bázi křemíku. Další výhody měkké litografie, jako je rychlé prototypování, snadná výroba a biokompatibilita, jsou také platné ve vícevrstvé měkké litografii. Tuto techniku používáme ke stavbě aktivních mikrofluidních systémů s on-off ventily, přepínacími ventily a čerpadly zcela z elastomerů.