Lágy litográfia

SOFT LITHOGRAPHY a kifejezés, amelyet számos mintaátviteli folyamatra használnak. Minden esetben szükség van egy mesterformára, amely szabványos litográfiai módszerekkel történik mikrogyártással. A mesterforma segítségével lágy litográfiához használható elasztomer mintát/bélyegzőt készítünk. Az erre a célra használt elasztomereknek kémiailag közömbösnek, jó hőstabilitással, szilárdsággal, tartóssággal, felületi tulajdonságokkal és higroszkóposnak kell lenniük. A szilikongumi és a PDMS (polidimetil-sziloxán) két jó anyagjelölt. Ezek a bélyegek sokszor használhatók lágy litográfiában.

 

 

 

A lágy litográfia egyik változata a MICROCONTACT PRINTING. Az elasztomer bélyegzőt tintával vonják be és egy felülethez nyomják. A mintacsúcsok érintkeznek a felülettel, és egy vékony, körülbelül egyrétegű tintaréteg kerül átadásra. Ez a vékony film egyrétegű maszkként működik a szelektív nedves maratáshoz.

 

 

 

Egy másik változat a MICROTRANSFER MOLDING, amelyben az elasztomer öntőforma mélyedéseit folyékony polimer prekurzorral töltik meg, és egy felülethez nyomják. Miután a polimer megkeményedik a mikrotranszfer formázás után, lefejtjük a formát, hátrahagyva a kívánt mintát.

 

 

 

Végül egy harmadik változat a MICROMOLDING IN CAPILLARIES, ahol az elasztomer bélyegminta olyan csatornákból áll, amelyek kapilláris erők segítségével folyékony polimert szívnak be a bélyegbe az oldaláról. Alapvetően kis mennyiségű folyékony polimert helyeznek a kapilláris csatornák mellé, és a kapilláris erők a folyadékot a csatornákba húzzák. A felesleges folyékony polimert eltávolítják, és a csatornákban lévő polimert hagyják kikeményedni. A bélyegzőformát lehúzzuk, és a termék készen áll. Ha a csatorna méretaránya mérsékelt és a megengedett csatornaméretek a felhasznált folyadéktól függenek, akkor jó minta replikáció biztosítható. A kapillárisokban végzett mikroöntéshez használt folyadék lehet hőre keményedő polimer, kerámia szol-gél vagy szilárd anyagok folyékony oldószerekben lévő szuszpenziója. A mikroformázás kapillárisokban technikát használták az érzékelőgyártásban.

 

 

 

A lágy litográfiát a mikrométertől nanométerig terjedő skálán mért jellemzők létrehozására használják. A lágy litográfia előnyei a litográfia más formáival szemben, mint például a fotolitográfia és az elektronsugaras litográfia. Az előnyök a következők:

 

• Alacsonyabb költség a tömeggyártásban, mint a hagyományos fotolitográfia

 

• Alkalmas biotechnológiai és műanyag elektronikai alkalmazásokhoz

 

• Alkalmas nagy vagy nem sík (nem sík) felületekre

 

• A lágy litográfia több mintaátviteli módszert kínál, mint a hagyományos litográfiai technikák (több „tinta” lehetőség)

 

• A lágy litográfiának nincs szüksége fotoreaktív felületre a nanostruktúrák létrehozásához

 

• Lágy litográfiával kisebb részleteket tudunk elérni, mint a fotolitográfiával laboratóriumi körülmények között (~30 nm vs ~100 nm). A felbontás a használt maszktól függ, és akár 6 nm-es értékeket is elérhet.

 

 

 

TÖBBRÉTEGES SOFT LITHOGRAPHY egy olyan gyártási folyamat, amelyben mikroszkopikus kamrákat, csatornákat, szelepeket és átmenőnyílásokat öntenek az elasztomerek ragasztott rétegeibe. Többrétegű lágy litográfiai eszközökkel, amelyek több rétegből állnak, lágy anyagokból lehet előállítani. Ezen anyagok puhasága lehetővé teszi, hogy a szilícium alapú eszközökhöz képest több mint két nagyságrenddel csökkentsék az eszközök területét. A lágy litográfia további előnyei, mint például a gyors prototípuskészítés, a könnyű gyártás és a biokompatibilitás, a többrétegű lágy litográfiában is érvényesek. Ezzel a technikával olyan aktív mikrofluidikus rendszereket építünk ki, amelyek teljes egészében elasztomerekből készülnek be-kikapcsoló szelepekkel, kapcsolószelepekkel és szivattyúkkal.