用于pdms微芯片塑性成型的su8模具制作工艺的优化

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1、第14卷第3期功能材料与器件学报VoL14，No．32008年6月JOURNAL0FFUNcTIONALMATERIALSANDDEVICESJulI．，2008文章编号：1007—4252(2008)03—0639一06用于PDMS微芯片塑性成型的SU一8模具制作工艺的优化陆振华1一，许宝建1，金庆辉1，赵建龙1(1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海，200050；2．中国科学院研究生院，北京，100039)摘要：PDMS是制作微流控芯片的主要材料。pDMs芯片制作的主要方法是模塑法，模塑法要求有良好的塑性成型模具。Su一8以其良好的微加工特性，目前已广

2、泛应用于微机械结构的制作，也用于PDMS塑性成型的模具。本文根据模具的特殊性，如平整、无裂纹、可多次使用等要求，研究了影响Su一8模具结构与基底材料硅片的黏附性和形成裂纹的因素，优化了Su一8微模具加工工艺，在以0．5℃／min进行升降温、210II∥cm2的曝光剂量、200℃条件下硬烘30min条件下得到较好的SU一8模具，提供了一种快速、复用性高、低成本的PDMS微芯片塑性成型的SU一8模具的制作方法。关键词：PDMS；塑性成型；SU一8模具；黏附性中图分类号：TN305．7文献标识码：AFabri翰ti蚰proce豁optiIni盟tionofSU一8momf

3、orPDMSlnicr∞llippl嬲ticmoldingLUZhen．hual”，XUBao．jianl，JINQing．huil，ZHAOJian。lon91(1．Sh肌ghaiInstituteofMicrosystemandInf0彻ationTechnology，ChineseAcademyofSciences，ShaJlgIlai200050，China；2．GmduateSchool0ftlleChine∞AcademyofSciences，Beijing100039，Chim)Ab劬阻ct：PDMSisthemainm砒erialformanuf如t

4、uringmic硼uidicchips，锄dthemostu∞dnletllodforPDMsfabricationisplasticmolding，whichrequiresgoodplasticmold．Su一8h鹪been访dely印pliedforMEMSf如ricationaIldpl船ticmoldf曲PDMSbecauseofitsmicm—machiningchar∞teristics．Ac-cordingtotherequirem即tsofmoldsuch艄nat，crack—fke，肋dreusable，t11isp印erstudyfactors

5、in-nuencingthecohesionbetweenSU一8molds1日n且ctuIeandsiliconsubsnjateandcl：acks，optimizingthef如ricationprocessofSU一8，intlleconditionofheattreatmentattllerateof0．5℃／min，d∞ageat210nlJ／cm2，锄dh8rdbakeat200℃fbr30min，providingaf缸t，reusable，lowcostSU一8moldm哪uf如·turingmethodforPDMSmicrochippl黯tic

6、molding．收稿日期：20cr7一03—2l；修订日期：20cr7一05—25基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(973计划)(N0．2005CB724305)；上海市科技攻关计划项目(No．∞1111019)；上海市科委纳米专项(No．0652nI砷16)；上海一AM基金(No．0510)．作者简介：陆振华(1982一)，男，硕士研究生，研究方向：BioMEMs和微流体技术．功能材料与器件学报14卷Keywords：PDMS；plasticmolding；SU一8mold；cohesionO引言硅片、玻璃和多种聚合物材料如PMMA，PC，cOc，PDMs等

7、已成为人们研究微流控芯片的主要材料。PDMS以其成本低、加工工艺简单、重复性好、良好的生物兼容性、稳定的化学性质等成为使用最广泛的基片材料【lqJ。在PDMS基片上制作微通道的技术HJ主要有热压法、LIGA、激光烧蚀法和模塑法等。模塑法以其简单易行，不需昂贵的操作设备，可批量复制成为制作低成本芯片的主要方法。模塑法的关键在于模具的制造以及模具材料与拟制作芯片材料的选择，理想的材料相互之间黏附力小，易于脱模。目前使用较多的模具材料有玻璃、硅片、PMMA等，玻璃、硅片的工艺比较成熟规范，但是成本高、工艺复杂、不易与PDMS剥离；而PMMA等聚合物物理化学性质不稳定，