微流路芯片加工工艺研究

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1、苏州大学硕士学位论文微流路芯片加工工艺研究姓名：吴洋洋申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：倪俊芳20090501微流路芯片加工工艺研究中文摘要中文摘要微流路芯片(Microfluidicchip)是在90年代发展起来的一个跨学科的新领域。通过生物学、医学、材料学、微机电加工(MEMS)和分析化学等多种学科领域的交叉，实现化学分析系统从样品处理到检测的整体微型化、集成化和便携化。微流路芯片技术的发展不仅使样品消耗显著降低，分析速度成倍提高，而且费用也大大下降。目前微流路芯片技术已经在生命科学研究、药物化学、食品安全

2、和医学等领域得到了广泛的应用。随着研究的深入，微流路芯片将会在更多领域显示其巨大的发展潜力。本文以Pyrex7740玻璃为制作材料，对微流路芯片的光刻工艺、湿法刻蚀工艺和钻孔工艺进行相应的研究，优化了工艺条件。通过MEMS软件对微流路芯片进行工艺仿真和功能仿真。完成的主要工作包括以下几个内容：1．根据微流路芯片的工艺原理以及相应的应用要求设计了光刻掩膜板和正交叉十字型微结构芯片。2．采用湿法刻蚀的方法制作了以Pyrex7740玻璃为基体材料的微流路芯片，并研究了湿法刻蚀中的侧向刻蚀问题。3．利用MEMS仿真软件和优化的工艺

3、条件对微流路芯片进行工艺仿真和功能仿真，并对仿真结果进行理论分析。4．采用激光加工方法和机械钻孔方法对玻璃盖片进行钻孔实验，对比两种加工实验结果，选择优化的钻孔方式。通过以上研究，在实验室成功制作出玻璃微流路芯片。关键词：微流路芯片微加工光刻掩膜板侧向刻蚀MEMS软件钻孔作者：吴洋洋导师：倪俊芳(副教授)Abstract微流路芯片加工工艺研究ABSTRACTMicrofluidicchipisanewinterdisciplinaryfrontierdevelopinginthe1990s．Chemicalanalysis

4、systemhasachievedminiaturization，integrationandfacilitationfromsampletreatmenttOdetectiononthewholebytheintersectionofvariousdisciplinefieldssuchasBiology,medicalscience，materialscience，micro-electromechanicalsystem(MEMS)andanalyticalchemistry．Thedevelopmentofthem

5、icrofluidicchiptechnologynotonlymakesasignificantreductioninsampleconsumptionandmultipliestheanalysisspeed，butalsogreatlydecreasesthecost．Currently,microfluidicchiptechnologyhasbeenwidelyusedinfieldssuchaslifestudyofscience，pharmaceuticalchemistry,foodsecurity,and

6、medicalscience．Withgoingdeepintostudying，thechipwillbeabletodemonstrateitsenormousdevelopmentpotentialinmorefields．Inthispaper,throughusingthePyrexglassasmaterial，theprocessconditionsaleoptimizedbythecorrespondingstudyingofLithographytechnology,wetetchingprocessan

7、ddrillingprocess．TheprocesssimulationandfunctionalsimulationofmicrofluidicchipsarecarriedoutbytheMEMSsoftware．Themajorworksincludeasfollows：1．Accordingtotechnologyprinciplesofmicrofluidicchipsandcorrespondingpracticalrequirements，thelithographymaskandthecross-shap

8、edmicro-structureofmicrofluidicchipsaledesigned．2．AdoptingtheWetetchingmethodstomakethemicrofluidicchipswhichusethePyrex7740glassasthebasicmaterial，theu