Blød litografi

SOFT LITHOGRAPHY er et udtryk, der bruges til en række processer til mønsteroverførsel. En masterform er nødvendig i alle tilfælde og er mikrofremstillet ved hjælp af standard litografimetoder. Ved hjælp af masterformen fremstiller vi et elastomermønster/stempel, der skal bruges i blød litografi. Elastomerer, der anvendes til dette formål, skal være kemisk inerte, have god termisk stabilitet, styrke, holdbarhed, overfladeegenskaber og være hygroskopiske. Silikonegummi og PDMS (Polydimethylsiloxane) er to gode kandidatmaterialer. Disse stempler kan bruges mange gange i blød litografi.

 

 

 

En variant af blød litografi er MICROCONTACT PRINTING. Elastomerstemplet er belagt med en blæk og presset mod en overflade. Mønstertoppene kommer i kontakt med overfladen, og et tyndt lag på ca. 1 monolag af blækket overføres. Dette tynde film monolag fungerer som masken til selektiv vådætsning.

 

 

 

En anden variant er MICROTRANSFER MOLDING, hvor fordybningerne i elastomerformen fyldes med flydende polymerprecursor og skubbes mod en overflade. Når polymeren hærder efter mikrotransferstøbning, skræller vi formen af og efterlader det ønskede mønster.

 

 

 

Til sidst en tredje variant er MICROMOLDING IN CAPILLARIES, hvor elastomer-stempelmønsteret består af kanaler, der bruger kapillarkræfter til at suge en flydende polymer ind i stemplet fra dets side. Grundlæggende placeres en lille mængde af den flydende polymer ved siden af kapillarkanalerne, og kapillarkræfterne trækker væsken ind i kanalerne. Overskydende flydende polymer fjernes, og polymer inde i kanalerne får lov til at hærde. Stempelformen pilles af og produktet er klar. Hvis kanalformatforholdet er moderat, og de tilladte kanaldimensioner afhænger af den anvendte væske, kan en god mønsterreplikation sikres. Væsken, der anvendes til mikrostøbning i kapillærer, kan være termohærdende polymerer, keramisk sol-gel eller suspensioner af faste stoffer i flydende opløsningsmidler. Teknikken til mikrostøbning i kapillærer er blevet brugt i sensorfremstilling.

 

 

 

Blød litografi bruges til at konstruere træk målt på mikrometer til nanometer skala. Blød litografi har fordele i forhold til andre former for litografi som fotolitografi og elektronstrålelitografi. Fordelene omfatter følgende:

 

• Lavere omkostninger ved masseproduktion end traditionel fotolitografi

 

• Velegnet til anvendelser inden for bioteknologi og plastikelektronik

 

• Velegnet til anvendelser, der involverer store eller ikke-plane (ikke-flade) overflader

 

• Blød litografi tilbyder flere mønsteroverførselsmetoder end traditionelle litografiteknikker (flere ''blæk''-muligheder)

 

• Blød litografi behøver ikke en fotoreaktiv overflade for at skabe nanostrukturer

 

• Med blød litografi kan vi opnå mindre detaljer end fotolitografi i laboratoriemiljøer (~30 nm vs ~100 nm). Opløsningen afhænger af den anvendte maske og kan nå værdier ned til 6 nm.

 

 

 

MULTILAYER SOFT LITHOGRAPHY er en fremstillingsproces, hvor mikroskopiske kamre, kanaler, ventiler og gennemgange er støbt i bundne lag af elastomerer. Anvendelse af flerlags blød litografi-anordninger bestående af flere lag kan fremstilles af bløde materialer. Blødheden af disse materialer gør det muligt at reducere enhedsområderne med mere end to størrelsesordener sammenlignet med siliciumbaserede enheder. De andre fordele ved blød litografi, såsom hurtig prototyping, nem fremstilling og biokompatibilitet, er også gyldige i blød flerlagslitografi. Vi bruger denne teknik til at bygge aktive mikrofluidiske systemer med on-off ventiler, skifteventiler og pumper helt ud af elastomerer.