软刻蚀在制备有机聚合物及无机材料微图形结构中应用的论文

《软刻蚀在制备有机聚合物及无机材料微图形结构中应用的论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、捎要中国科学技术大学博士学位论文构。2．第二章主要是研究微模塑法和转移微模塑法制备以Ti02为代表的无机材料的微结(1)．鉴于软刻蚀对模板的高标准要求，我们首先详细论述了硬质模板材料的选择及微图形的加工过程，确定用光刻法在抛光硅片表面刻制所需要的各种微图形。(2)．弹性印章是软刻蚀中的核心元件，其质量的好坏直接对软刻蚀加工的结果发生作用。我们在比较多种PDMS产品后选择了DowComing公司产的Sylgard184作为本课题中浇注弹性印章用有机硅材料。并对硅模板及弹性印章的保存与清洗方法做了严格要求。(3)．以钛酸四丁酯为前驱物，用溶胶一凝胶方

2、法合成出了Ti02溶胶。在普通的光学显微镜盖玻片表面分别用微模塑和转移微模塑方法进行微图形的制作。将扣有印章的基片放在70"C温度下凝胶1h得到Ti02凝胶微图形结构。然后在550"CF对Ti02凝胶遐火30rain得到Ti02玻璃的微结构。光学显微照片显示用微模塑和转移微模塑方法制备的Ti02凝胶与Ti02玻璃的微图形精细度高，操作过程简单便捷。3．第三章主要内容是讨论用微模塑法制备PMMA／Si02杂化材料微结构。(1)．以THF为溶剂，AIBN为引发剂，TEOS为前驱物，用溶胶一凝胶原位聚合法制备了Si02掺杂的甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸(

3、3一三乙氧基硅烷基)丙酯共聚物溶胶。(2)结合溶胶的TG、DTG、DSC热分析结果，我们先将杂化溶胶在100"C—F预处理12h使溶剂与物理吸附的水完全挥发再用于微模塑操作。按FTIR的分析，确定190℃为杂化溶胶完全转变成网络结_}i：i的最高温度，并以此作为微摸塑时的热处理温度．处理时间为2h。(3)对微模塑得到的杂化材料的光学显微观察、SEM及SPM观察表明，杂化材料以极高的精细度复制下了弹性印章表面的图形信息．获得的是一种三维微结构，推动溶胶成型的是弹性印章上外加的压力及印章与溶胶膜形成的微通道中的毛细力。(4)杂化材料微结构的激光衍射花

4、纹也表明其微结构具有十有完美的规整度。4．第四章主要是将徽接触印刷方法与化学溶液沉积相结合制备金属银的二维和准三维微结构。’(1)．借助银镜反应原理，用OTS作“墨水”，将微接触印刷盖印后的平摧基片放入镀银液中沉积，沉积的过程只发生在基片表面没有与OTS反应的微区内。由于OTSII摘要中国科学技术大学博士学位论文分子端基的甲基憎水性使银无法在此微区内生K。交叉盖印也证明了这一点。(2)．沉积后的基片用超声波处理后可以除掉表面附着的杂质．明显改善图形的质量。(3)．分别用滚动微接触印刷和弯曲微接触印刷盖印，在曲面上得到了银的准三维微图形结构。5．籀

5、五章的主要目的是进一步研究微接触印刷与化学沉积技术的结合在制各材料微图形方面的选择性。并以PbS的化学选择性沉积和NH。CI的气相沉积为研究体系。(1)．对微接触印刷盖印后的基片在PbS镀液的沉积结果表明在溶液沉积’隋形下，PbS的沉积只发生在基片表面没有OTS的微区，即沉积只发生在亲水的微区内。并且PbS的沉积效果比金属银更高，沉积后的基片无需超声波的后期处理。曲面上的盖印沉积也得到相同的实验结果。(2)．NH4CI的气相沉积却有着不同的结果，由于OTS分子的诱导作用，分解后的NH。CI的重新化合过程只发生在基片表面的OTS微区上，也就是沉积只

6、发生在此微区内。实验表明，NH4cl的加热温度对沉积选择性没有影响，只会影响沉积速率。6．第六章主要是提出了薄层软刻蚀的概念来解决微模塑过程中在的某些不足。并H{这种方法制备了PMMA微结构。(I)．首先以30mm／h的速度在玻璃基片表面拉制一层PMMA薄膜。并在薄膜表面扣上印章，将其加热到PMMA玻璃化温度以上保温一定时间后降温就可以得到PMMA微结构。(21．SEM观察显示PMMA微结构每个突起间是相互分离的。促使聚合物成型的动力是弹性与薄膜两者之间的毛细力以及印章上外加的力。(3)．PMMA微结构的制各过程的恒温时间以lh为宜，180℃为最

7、佳处理温度。关键词：软刻蚀，弹性印章，复制模塑，转移微模塑、微接触印刷，薄层软刻蚀，溶胶．凝胶，选择性沉积．Ti02。PMMA／Si02杂化材料，金属银，曲面。IIIABSTRACT中国科学技术大学博士学位论文Microfabrication，thegenerationofsmallstructures，isessentialtomuchofmodemscienceandtechnology；itsupportsinformationtechnologyandpermeatessocietythroughitsroleinmi-croelectr

8、onicsandoptoelectronics．Thepatterningrequiredinmicrofabricationisusu