基于PDMS微结构模板转印技术的研究

基于界面间粘附能理论,结合有限元模拟研究聚二甲基硅氧烷(PDMS)微结构模板实现聚合物SU-8光刻胶的图形转移复制的转印机理,分析了微结构转印过程中基底表面能、压力和SU-8胶溶剂对图形转印的影响.结果表明,氧等离子体轰击基底表面可以有效提高基底表面能,保证大面积图形转印成功率;通过有限元方法分析PDMS模板上微结构在压强载荷下的变形情况,确定了保证转印精确度的最大压强载荷为60 kPa; SU-8胶溶液中环戊酮的挥发会造成转印结构的收缩变形,足够大的SU-8胶浓度是保证转印精确度的前提,SU-8 2025光刻胶与环戊酮的体积比大于2时基本可以保证图形转印精度.     

金属基底上三维可动微机构的制作

在无背板生长工艺的基础上,以SU-8胶为牺牲层,直接在金属Ni基底上制作出了一种三维可动微机构．该器件的制作主要采用了SU-8厚胶光刻工艺、高深宽比结构的微电铸工艺以及牺牲层工艺．就SU-8胶与金属基底结合差、易产生气泡、去除困难,铸层与金属基底之间以及铸层与铸层之间结合不牢等问题进行了讨论,采用了过渡层工艺、梯度升温工艺以及酸洗等方法予以解决．对于在金属基底上通过微电铸制作微结构的工艺而言,由于基底可以直接作为微结构的一部分,因此该工艺的优势在于节省了微结构的电铸时间,降低了铸层的生长应力,提高了结构的整体强度,使微器件的可靠性大大增加．电铸时间由原来的几天甚至几周缩短为二十几个小时,避免了出现由铸层内应力引起的铸件结构变形的问题．     

用于PDMS微芯片塑性成型的SU-8模具制作工艺的优化

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-8以其良好的微加工特性,目前已广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-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-8微模具加工工艺,在以0.5℃/min进行升降温、210 mJ/cm2的曝光剂量、200℃条件下硬烘30min条件下得到较好的SU-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-8模具的制作方法.     

基于光学光刻技术的PDMS微纳敏感结构薄膜加工工艺研究

利用光学光刻技术进行多种形状规格聚二甲基硅氧烷(PDMS)微纳敏感结构的并行加工。研究了基于光学光刻技术的PDMS微纳敏感结构薄膜加工工艺,并加工出不同形状、、不同大小的PDMS微纳敏感结构。此外,对加工后的PDMS微纳敏感结构薄膜进行表征,观察了不同形状、不同大小的PDMS微纳敏感结构的形貌特征。结果表明:基于光学光刻技术的PDMS微纳敏感结构薄膜加工工艺具有加工效率高,加工过程中不需要刻蚀、激光加工等复杂工艺和昂贵设备的特点,并且实现了大批量PDMS微纳敏感结构的并行加工。同时,掩模板上的微纳图案较好地转移到PDMS薄膜上,具有较好的图案曝光成像和图形转移效果。此外,制备的PDMS微纳敏感结构形状较规则、排列整齐,并且不同形状,不同大小的PDMS微纳敏感结构都具有高度一致性较好,侧面轮廓分明,侧壁角接近90°的特征。     

印章防伪技术的探析

近年来,利用假冒公章进行诈骗犯罪的现象十分突出,公章防伪技术的研究已成为热门话题.1995年10月,中国防伪技术协会在北京主持召开了印章防伪技术研讨会.印章行业和科研单位的代表参加了会议,讨论热烈.代表们提出了多种印章防伪技术方案,此次会议推动了我国印章防伪技术的研究和开发,对我国印章防伪技术产生了深远的影响.     

超厚SU-8负胶高深宽比结构及工艺研究

采用新型SU-8光刻胶在UV-LIGA技术基础上制备了各种高深宽比MEMS微结构,研究了热处理和曝光两个重要因素对高深宽比微结构的影响,解决了微结构的开裂和倒塌等问题;优化了SU-8胶工艺,从而获得了最大深宽比为27：1的微结构。     

基于光学光刻技术的PDMS微纳敏感结构薄膜加工工艺研究北大核心CSCD

利用光学光刻技术进行多种形状规格聚二甲基硅氧烷(PDMS)微纳敏感结构的并行加工。研究了基于光学光刻技术的PDMS微纳敏感结构薄膜加工工艺,并加工出不同形状、、不同大小的PDMS微纳敏感结构。此外,对加工后的PDMS微纳敏感结构薄膜进行表征,观察了不同形状、不同大小的PDMS微纳敏感结构的形貌特征。结果表明:基于光学光刻技术的PDMS微纳敏感结构薄膜加工工艺具有加工效率高,加工过程中不需要刻蚀、激光加工等复杂工艺和昂贵设备的特点,并且实现了大批量PDMS微纳敏感结构的并行加工。同时,掩模板上的微纳图案较好地转移到PDMS薄膜上,具有较好的图案曝光成像和图形转移效果。此外,制备的PDMS微纳敏感结构形状较规则、排列整齐,并且不同形状,不同大小的PDMS微纳敏感结构都具有高度一致性较好,侧面轮廓分明,侧壁角接近90°的特征。     

印章防伪制作技术的发展原理及现状

近年来,利用假冒公章进行诈骗犯罪的现象十分突出,公章防伪技术的研究已成为热门话题。早在1995年10月,中国防伪技术协会在北京主持召开印章防伪技术研讨会。印章行业和科研单位的代表参加了会议,代表们提出了多种印章防伪技术方案,此次会议推动了我国印章防伪技术的研究和开发,对我国印章防伪技术产生了深远的影响。     

微接触印刷技术在表面图案化中的应用

综述了微接触印刷技术在表面图案化中的应用．包括在金表面、玻璃表面以及聚合物表面制备物理、化学性质不同的图案化徽区，以及这些徽区在生物大分子徽阵列、细胞选择性粘附及功能调节、表面浸润性研究等领域的应用。着重介绍了“经典”徽印刷技术及最新发展状况，特别是在非模型的生物材料表面的应用。对影响徽印刷技术成功的因素也进行了简要分析。     

用P(MMA-BA)聚合物软球制备弹性胶体晶体薄膜

采用自组装甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯的共聚物P(MMA-BA)软球的方法制备在润湿状态下具有明亮的颜色的弹性胶体晶体膜.弹性胶体晶体膜完全由软球自组装而成,因此它的拉伸能力不低于500％,弥补了刚性微球自组装而成的胶体光子晶体膜的不足.在软球中引入了疏水基团,当膜被水浸泡后,水分子进入到软球之间的结合处,使得原先融合在一起的软球由于疏水作用而相互排斥,使结合在一起的软球相互分离.实验结果显示制备出较好的弹性胶体晶体膜的VBA∶VMMA大于1.22,当该比值介于1.86和2.33之间时,制备出的弹性胶体晶体膜具有最佳的韧性和可拉伸性.     

印章特性和印刷压力对微接触印刷工艺的影响

微接触印刷（μCP）是一种能在微纳米尺度上完成表面图案化的技术,主要特点是高效和低成本．研究了μCP过程中印章机械特性和印刷压力对形成的微图案质量的影响．为了进一步分析聚二甲基硅氧烷（PDMS）制作的印章特性,浇注了5种配比的PDMS试样,并进行了单轴拉伸和压缩试验,获得了其应力应变关系．制作了3种配比的表面线型图案印章,实施微接触印刷使其印刷压强在1kPa～1MPa．通过图形化分析对最终的微接触印刷质量进行评估．实验结果表明：最优的压强区间为20～200kPa．较小的压力将会产生印章与基底的间隙,而较大的压力将会导致印章的严重变形．由于质量比为20：1的PDMS印章的弹性模量最小,其在中等压力下的微接触印刷质量最好,而较硬的印章可有效地抵抗印刷中产生的变形．     

一种基于QCM的液相混合微芯片的制作与应用

生物定量检测中,生物样品是否均匀混合的研究意义重要。石英晶体微质量天平(QCM)因其振幅谐振机理,而具备优异的超声混合性能。本文结合微电子机械系统(MEMS)工艺,利用双面曝光、QCM预支撑和120℃长时间烘胶等改进方法,制备了尺寸可控、表面平整、结合紧密的SU-8芯片主体结构,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装获得完整的液相混合微芯片,最后利用罗丹明B荧光染料和SiO2纳米球对芯片的混合性能进行了表征。同时,本文提供了一种小体积、便捷、通用性好的液相混合微芯片的制备方法。     

基于DILL模型的SU8厚胶曝光仿真

基于DILL经典曝光模型,对其分别在深度轴和时间轴上进行扩展:在深度轴上,以基尔霍夫衍射公式为基础,引入复折射率,利用光束传输法的思想计算了某曝光时刻下胶体内部的光场分布;在时间轴上,分析SU8光刻胶的特点及曝光反应过程,建立合适的光交联反应动力学模型,计算不同曝光时刻下的光场分布,通过整个曝光模型的建立,最终给出一定曝光时间后的光场分布;结果表明,在曝光阶段,胶内深层光场整体分布随时间变化不大,曝光时间对曝光阶段光场分布的影响较小,这种影响将在后烘阶段得以放大.     

基于MEMS技术的三维氧化钌微电极准电容特性

为增强电极在单位底面积上的电荷储存能力,设计利用MEMS技术制作高深宽比三维微电极结构,以增大电极结构表面积,并在结构表面制作功能膜形成电极.以硅为基底,SU-8光刻胶为材料制作了三维微电极结构,在结构表面溅射金作为集流体,用两电极体系进行方波脉冲电沉积,在三维微电极结构表面沉积氧化钌作为活性物质,制备了三维微电极.用扫描电镜和能谱对微电极表面形貌和物质组成进行表征,用循环伏安法等对微电极的电化学特性进行测试,三维微电极的比容量达0.79 F/cm2.     

静电纺丝制备SU-8光刻胶纳米纤维及图案阵列

利用静电纺丝和紫外光刻技术直接制备了不同结构的SU-8光刻胶纳米纤维薄膜及图案阵列。通过光学显微镜和扫描电子显微镜表征了纳米纤维的形貌、尺寸及结构。结果表明,通过改变SU-8光刻胶的黏度可形成不同直径和形貌的纤维结构,其中用SU-8 3010和SU-8 3050光刻胶制备的纳米纤维具有最优的形貌,其平均直径分别为470 nm和610nm。利用带有长方形缺口的铝箔和同轴电纺的方法分别制备了平行趋向和空心结构的纳米纤维。通过紫外光刻过程,可将SU-8纳米纤维加工成点阵、条状等不同形貌的图案阵列或结构,有望用作细胞培养研究的功能基底材料。     

利用水溶性纳米线制备微纳流体系统(英文)

在本课题的研究中,提出了一种利用水溶性钼酸钠铵纳米线和纳米探针系统来制备微纳流体系统的方法.借助这种方法可制备长度、直径以及横截面可控的的纳米通道.对于选用SU-8和聚二甲基硅氧烷(PDMS)两种材料组合而成的微纳流体系统而言,氧等离子处理可以很大程度上提高二者的键合强度并增加材料表面的亲水性.这种微纳流体器件在应用于离子输运、生物分子分离和其他相关研究上具有较大的发展前景.     

Fabrication of three-dimensional photonic crystals by interference lithography with low light absorption

We report on the fabrication of polymer templates of photonic crystals by means of holographic (or interference) lithography. The grating is written in a SU-8 photoresist using a He-Cd laser of wavelength 442 nm. The use of the wavelength found within the photoresist low absorption band enables fabricating structures that are uniform in depth. Parameters of the photoresist exposure and development for obtaining a porous structure corresponding to an orthorhombic lattice are determined.