Kỹ thuật in thạch bản mềm

SOFT LITHOGRAPHY là một thuật ngữ được sử dụng cho một số quy trình để chuyển mẫu. Trong mọi trường hợp đều cần có khuôn chính và được đúc vi mô bằng các phương pháp in thạch bản tiêu chuẩn. Sử dụng khuôn chính, chúng tôi tạo ra mẫu / tem đàn hồi để sử dụng trong in thạch bản mềm. Chất đàn hồi được sử dụng cho mục đích này cần phải trơ về mặt hóa học, có tính ổn định nhiệt tốt, độ bền, độ bền, đặc tính bề mặt và có khả năng hút ẩm. Cao su silicone và PDMS (Polydimethylsiloxane) là hai vật liệu ứng cử viên sáng giá. Những con tem này có thể được sử dụng nhiều lần trong in thạch bản mềm.

 

 

 

Một biến thể của kỹ thuật in thạch bản mềm là MICROCONTACT PRINTING. Tem đàn hồi được phủ một lớp mực và ép lên bề mặt. Các đỉnh của mẫu tiếp xúc với bề mặt và một lớp mực mỏng khoảng 1 lớp đơn lớp được truyền đi. Lớp đơn lớp màng mỏng này hoạt động như một mặt nạ cho quá trình khắc ướt có chọn lọc.

 

 

 

Một biến thể thứ hai là MICROTRANSFER MOLDING, trong đó các hốc của khuôn đàn hồi được lấp đầy bằng tiền chất polyme lỏng và được đẩy lên bề mặt. Khi polyme đóng rắn sau quá trình đúc vi truyền, chúng tôi bóc khuôn, để lại mẫu mong muốn.

 

 

 

Cuối cùng là biến thể thứ ba là MICROMOLDING IN CAPILLARIES, trong đó mẫu tem elastomer bao gồm các kênh sử dụng lực mao dẫn để bấc polyme lỏng vào tem từ mặt của nó. Về cơ bản, một lượng nhỏ polyme lỏng được đặt liền kề với các kênh mao dẫn và lực mao dẫn kéo chất lỏng vào các kênh. Polyme lỏng dư thừa được loại bỏ và polyme bên trong các kênh được phép lưu hóa. Khuôn tem được bóc ra và sản phẩm đã sẵn sàng. Nếu tỷ lệ khung hình của kênh là vừa phải và kích thước kênh cho phép phụ thuộc vào chất lỏng được sử dụng, có thể đảm bảo sao chép mẫu tốt. Chất lỏng được sử dụng trong vi mô trong mao quản có thể là polyme nhiệt rắn, gốm sol-gel hoặc huyền phù của chất rắn trong dung môi lỏng. Kỹ thuật vi mô trong mao quản đã được sử dụng trong sản xuất cảm biến.

 

 

 

Kỹ thuật in thạch bản mềm được sử dụng để xây dựng các tính năng được đo trên quy mô micromet đến nanomet. Phương pháp in thạch bản mềm có ưu điểm hơn so với các hình thức in thạch bản khác như quang khắc và in thạch bản chùm điện tử. Những lợi thế bao gồm những điều sau đây:

 

• Chi phí sản xuất hàng loạt thấp hơn so với phương pháp quang khắc truyền thống

 

• Tính phù hợp cho các ứng dụng trong công nghệ sinh học và điện tử nhựa

 

• Phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến các bề mặt lớn hoặc không phẳng (nonflat)

 

• Kỹ thuật in thạch bản mềm cung cấp nhiều phương pháp truyền mẫu hơn so với kỹ thuật in thạch bản truyền thống (nhiều tùy chọn '' mực '' hơn)

 

• Kỹ thuật in thạch bản mềm không cần bề mặt phản ứng quang học để tạo cấu trúc nano

 

• Với kỹ thuật in thạch bản mềm, chúng tôi có thể thu được các chi tiết nhỏ hơn so với kỹ thuật in quang khắc trong phòng thí nghiệm (~ 30 nm so với ~ 100 nm). Độ phân giải phụ thuộc vào mặt nạ được sử dụng và có thể đạt giá trị xuống đến 6 nm.

 

 

 

MULTILAYER SOFT LITHOGRAPHY là một quá trình chế tạo trong đó các khoang cực nhỏ, kênh, van và vias được đúc trong các lớp liên kết của chất đàn hồi. Sử dụng thiết bị in thạch bản mềm nhiều lớp bao gồm nhiều lớp có thể được chế tạo từ vật liệu mềm. Độ mềm của các vật liệu này cho phép các vùng của thiết bị giảm hơn hai bậc về độ lớn so với các thiết bị làm từ silicon. Các ưu điểm khác của kỹ thuật in thạch bản mềm, chẳng hạn như tạo mẫu nhanh, dễ chế tạo và tính tương thích sinh học, cũng có giá trị trong kỹ thuật in thạch bản mềm nhiều lớp. Chúng tôi sử dụng kỹ thuật này để xây dựng các hệ thống vi lỏng hoạt động với van bật-tắt, van chuyển mạch và máy bơm hoàn toàn bằng chất đàn hồi.