Мягкая литография

МЯГКАЯ ЛИТОГРАФИЯ термин, используемый для ряда процессов переноса рисунка. Мастер-форма необходима во всех случаях и изготавливается на микроуровне с использованием стандартных методов литографии. Используя мастер-форму, мы изготавливаем эластомерный шаблон/штамп для использования в мягкой литографии. Эластомеры, используемые для этой цели, должны быть химически инертными, обладать хорошей термической стабильностью, прочностью, долговечностью, поверхностными свойствами и быть гигроскопичными. Силиконовый каучук и ПДМС (полидиметилсилоксан) являются двумя хорошими материалами-кандидатами. Эти штампы можно многократно использовать в мягкой литографии.

 

 

 

Одним из вариантов мягкой литографии является МИКРОКОНТАКТНАЯ ПЕЧАТЬ. Штамп из эластомера покрывают краской и прижимают к поверхности. Вершины узора соприкасаются с поверхностью и переносится тонкий слой примерно в 1 монослой краски. Этот тонкопленочный монослой действует как маска для выборочного жидкостного травления.

 

 

 

Второй вариант —  МИКРОТРАНСФЕРНОЕ ФОРМОВАНИЕ, при котором углубления эластомерной формы заполняются жидким предшественником полимера и прижимаются к поверхности. Как только полимер отвердевает после микротрансферного формования, мы снимаем форму, оставляя после себя желаемый рисунок.

 

 

 

Наконец, третья вариация — это МИКРОФОРМОВКА В КАПИЛЛЯРАХ, где рисунок эластомерного штампа состоит из каналов, которые используют капиллярные силы для впитывания жидкого полимера в штамп с его стороны. В основном небольшое количество жидкого полимера помещается рядом с капиллярными каналами, и капиллярные силы втягивают жидкость в каналы. Избыток жидкого полимера удаляют, а полимеру внутри каналов дают затвердеть. Штамп-форма снимается, и изделие готово. Если соотношение сторон канала умеренное, а допустимые размеры канала зависят от используемой жидкости, можно гарантировать хорошее воспроизведение рисунка. Жидкость, используемая при микроформовании в капиллярах, может представлять собой термореактивные полимеры, керамический золь-гель или суспензии твердых веществ в жидких растворителях. Техника микроформования в капиллярах применялась при изготовлении датчиков.

 

 

 

Мягкая литография используется для создания элементов, измеряемых в масштабе от микрометра до нанометра. Мягкая литография имеет преимущества перед другими формами литографии, такими как фотолитография и электронно-лучевая литография. Преимущества включают следующее:

 

• Более низкая стоимость при массовом производстве по сравнению с традиционной фотолитографией.

 

• Пригодность для применения в биотехнологии и пластиковой электронике

 

• Пригодность для приложений с большими или неплоскими (неплоскими) поверхностями.

 

• Мягкая литография предлагает больше методов переноса рисунка, чем традиционные методы литографии (больше вариантов «чернил»).

 

• Мягкая литография не требует фотореактивной поверхности для создания наноструктур.

 

• С помощью мягкой литографии мы можем получить более мелкие детали, чем фотолитография в лабораторных условиях (~30 нм против ~100 нм). Разрешение зависит от используемой маски и может достигать значений до 6 нм.

 

 

 

МНОГОСЛОЙНАЯ МЯГКАЯ ЛИТОГРАФИЯ это производственный процесс, в котором микроскопические камеры, каналы, клапаны и переходные отверстия формируются внутри связанных слоев эластомеров. С помощью многослойной мягкой литографии из мягких материалов могут быть изготовлены устройства, состоящие из нескольких слоев. Мягкость этих материалов позволяет уменьшить площадь устройства более чем на два порядка по сравнению с устройствами на основе кремния. Другие преимущества мягкой литографии, такие как быстрое прототипирование, простота изготовления и биосовместимость, также применимы к многослойной мягкой литографии. Мы используем эту технику для создания активных микрожидкостных систем с двухпозиционными клапанами, переключающими клапанами и насосами, полностью изготовленными из эластомеров.