基于SU-8的微流沟道的设计和制作.pdf

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1、94传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第l0期基于SU-8的微流沟道的设计和制作李向红，张斌珍，孟祥娇，范新磊(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051)摘要：以SU-8作为结构材料，采用紫外光刻工艺，尤以斜曝光工艺为主，制造一种新型的、小型化的、低成本的、三维的、高深宽比的微流沟道，微流沟道的高度约为l100m。初步确定出加工此微流沟道结构所需要的曝光计量、前烘时间、后烘时间和显影时间以及工艺方法，为加工其他尺寸的微流沟道提供参考。基于此方法加工的微流沟道可以应用在微型流式细胞仪上，来提

2、供红细胞计数、血色素浓度、血小板计数和红细胞单元指数等参数。关键词：微流沟道；SU-8；光刻工艺；斜曝光；三维；高深宽比中图分类号：TN23文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)10-0094--03Designandfabricationofmicro-flowchannelbasedonSU一8LIXiang—hong，ZHANGBin—zhen，MENGXiang-jiao，FANXin—lei(KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUn

3、iversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：SU-8isusedasstucturalmateria1．UVlightphotolithographyprocessisadopted．especiallyinclinedexposuretechnology，amicro—flowchannelwhichisanewtype，miniaturization，lowcost，three—dimensionalstructure，highaspectratioisprocessedanditsheightisabout1100tzm．Exposu

4、redosage，prebakingtime，post—bakingtimeanddevelopmenttimeneededbyfabricationprocessingofthemicro—flowchannelareconformedpreliminarytoofferareferenceforprocessingmicroflowchannelinadifferentsize．Themicro—flowchannelbasedonthismethodisusedinmicro·flowcytometers，canprovidemanyparameterssuchasredbloo

5、dceilscount，hemoglobinconcentration，plateletcountandredbloodcellindex，etc．Keywords：micro—flowchannel；SU-8；photolithographyprocess；inclinedexposure；three—dimension；highaspectratio0引言这样，使得测量细胞的精度和取样效率降低了许多。近年来，微机电系统(micro—electro—mechanicalsystem，本文以SU-8作为结构材料，采用斜曝光和传统曝光MEMS)工艺和设备得到迅猛发展，它涉及电子、机械、材

6、原理，制造出一种三维的、高深宽比的微流沟道，将其应用料、化学、物理学、医学、生物学等多种学科与技术，具有广在微流式细胞仪中，能够在流体聚焦腔内实现真正的二维泛的应用前景。流体聚焦，大大提高检测细胞的效率。微流式细胞仪包括微流沟道单元和光学检测单元2个1微流沟道的设计重要部件，其中，在MEMS领域已有大量研究工作来发展1．1微流沟道的结构设计微流沟道。但是，由于加工方法的限制，很难开发出像传统基于设计需要和SU-8紫外线微光刻技术的特点，设血细胞仪的二维流体聚焦性能，取而代之的方案几乎全是计了一种二维流体聚焦腔，其基本设计如图1所示，微流体采用一种平面设计的微流沟道单元。在这些设计中，由

7、于沟道有3个液体入口，左右两侧是鞘流的入口，中心是试样微型流体聚焦腔都是所谓二维结构的，在垂直于基片的方入口。在试样入口终端挡板的中心有一个宽为100m的向是等深的，试样都只能在沿平行于衬底的平面方向上聚菱形小喷嘴。垂直方向流体聚焦的主要结构由1个由倾斜焦排列，而没有在垂直于基片的方向实现有效的聚焦排列。曝光形成的45。斜坡与顶部平板一起构成。水平方向的聚这样的二维流体聚焦腔设计只能实现所谓“一维聚焦”。焦则由2个与基底成直角的侧壁来实现。收稿