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微流控設備芯片制造技術

2025-11-13 19:07:35

目前,簡單的微流控裝置是通過將具有微通道的聚合物(通過復制軟光刻成型)與平板表面(例如載玻片)結合而構成的。用光刻復制成型制作微流控芯片的常見聚合物是PDMS。PDMS透明,生物相容性好,(與隆胸使用的硅橡膠非常相似),是一種可變形廉價的彈性體。澆注成型與玻璃容易結合。由于這些優點,被廣泛應用于研究室。制作簡單的微流控設備微芯片需要幾個步驟,本文介紹了用軟光刻技術制作微流控芯片的方法。

1、微流控芯片通道設計:

微芯片的制造,首先需要用專用軟件設計微通道。設計完成后,可以通過激光直寫技術轉移到口罩上的:常見的模板是鍍鉻玻璃板或塑料薄膜。這個可以交給專業的制造商。因此,微細結構用UV不透明油墨印刷(基材為塑料薄膜時),或蝕刻成鉻。

2、用光刻法制備微芯片陽模:

該步驟將掩模上的微結構轉移到模具中形成微通道。微結構被“雕刻”在模具中,通過復制工藝形成與“雕刻”結構相反的微通道,轉移到制造微芯片的材料中。

(1)清漆樹脂應按平面所需厚度涂抹

(2)將口罩放在光致抗蝕劑上,貼緊后用紫外光曝光。因此,像SU-8這樣的負型樹脂,暴露在紫外光下固化的代表性通道只有一部分,模具的其他部分由不透明區域的掩模保護。

(3)將模具浸漬在能夠蝕刻不暴露于紫外光的樹脂區域的溶劑中,完成顯影工序。

(4)我們得到了具有微流控結構的陽模具,并有口罩上圖案的光膠復制品(微通道在模具上制作浮雕)。通道的高度由晶片板上的原光粘接劑的厚度決定。然后,用硅烷處理模具,以便在成形工序中容易脫模(參照下一節)。

3、微芯片成型:

(1)成型工藝允許模具批量生產微芯片。

(2)PDMS液體和交聯劑(用于固化PDMS)的混合物倒入模具中,高溫加熱。

(3)PDMS固化后,可從模具上拆下。獲取具有微通道的PDMS塊。

(4)微流控設備的輸入輸出用與連接管路大小相同的PDMS打孔器打孔,以便能注入流體進行將來的實驗。

(5)對帶有微通道的PDMS塊的表面和載玻片進行等離子體處理。

(6)通過等離子處理,將PDMS與玻璃永久結合,形成密閉的微芯片。該芯片目前正在準備連接微流控儲液槽和泵的微流體管。Tygon管和Teflon管是常用的微流體管。

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