基于無(wú)掩模光刻技術(shù)的介電泳微流控芯片關(guān)鍵制備工藝研究.pdf

1、微流控芯片目前是微全化學(xué)分析系統(tǒng)應(yīng)用研究中最活躍的領(lǐng)域與發(fā)展前沿,它已成為目前微／納機(jī)電系統(tǒng)研究中的熱點(diǎn)。隨著面向微納米顆粒操控的介電泳理論與技術(shù)的發(fā)展與日趨成熟,各種形式的介電泳技術(shù)已逐漸被引入微流控芯片中并結(jié)合流體環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)生物粒子的運(yùn)輸、分離、富集以及細(xì)胞裂解等。在對(duì)微流控芯片的研究中,如何實(shí)現(xiàn)典型芯片結(jié)構(gòu)的制作加工成為微流體芯片技術(shù)研究的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。目前微流控芯片制作主要采用的是微細(xì)加工技術(shù),芯片材料選擇比較廣泛,制作過(guò)程中主

2、要存在的問(wèn)題與困難是加工工藝復(fù)雜、制作成本高。另外,目前制作工藝的方面的研究還不夠細(xì)致和完善,缺乏對(duì)工藝過(guò)程合理性的研究等。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室條件,本文針對(duì)介電泳微流控芯片的關(guān)鍵制作工藝進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　 ⑴研究了基于無(wú)掩模光刻技術(shù)的SU-8光刻工藝,制定光刻工藝流程,并通過(guò)正交試驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)室常用的兩種厚度的SU-8膠的優(yōu)化光刻工藝參數(shù)；并對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種光刻失敗現(xiàn)象進(jìn)行了分析,提出了解決方案,

3、改進(jìn)光刻工藝。
　　 ⑵分別研究了Ti／Au微電極以及ITO微電極的制作工藝。采用濺射鍍膜、光刻以及刻蝕工藝制備了Ti／Au微電極；通過(guò)試驗(yàn)獲得加熱至40℃的6mol／L的鹽酸和1.6mol／L的三氯化鐵混合溶液刻蝕ITO的速率,并在此基礎(chǔ)上基于SU-8的無(wú)掩模光刻技術(shù),通過(guò)刻蝕制備了ITO微電極樣品。
　　 ⑶結(jié)合SU-8光刻工藝,對(duì)PDMS微流道的成型工藝進(jìn)行研究,制定PDMS微流道工藝流程,制備了PDMS微流道成品

4、,并且利用紫外光清洗機(jī)對(duì)PDMS表面進(jìn)行改性研究,獲得合理了的改性時(shí)間。
　　 ⑷對(duì)介電泳微流控芯片的封裝工藝進(jìn)行研究,通過(guò)紫外光照對(duì)PDMS表面改性實(shí)現(xiàn)PDMS微流道與玻璃基片的鍵合,利用金絲壓焊方式完成Ti／Au微電極與外圍電路的電氣連接,最后采用簡(jiǎn)易打孔方式實(shí)現(xiàn)了芯片的打孔。
　　 ⑸研究結(jié)果表明：SU-8光刻工藝各步驟對(duì)光刻效果都較大的影響,必須嚴(yán)格控制工藝各步驟的參數(shù)；6 mol／L的鹽酸和1.6 mol／L的