聚合物弹性印章的制作工艺

为了解决软光亥4技术中核心元件弹性印章的制备技术,对SU-8胶印模和聚合物弹性印章进行了工艺研究．通过多次实验和测量,获得了制作SU-8胶印模和聚合物弹性印章的稳定工艺参数,得到了表面形貌好、线条控制精确的SU-8胶印模和聚合物弹性印章样品,弹性印章特征线条尺寸在长宽高方向上为70mm×50μm×42μm,完全可满足软光刻技术要求,这为软刻蚀技术的进一步开发打下了良好的基础．     

基于多层SU-8结构的微喷阵列芯片的制作与应用研究

采用光刻胶SU-8的光刻成型技术和"多次光刻、一次显影"工艺制备了基于三层SU-8结构的微喷阵列芯片,重点研究了SU-8胶工艺过程中平整度、温度和曝光剂量对多层微结构的影响,解决了芯片结构有裂纹、发生破裂和喷孔堵塞等问题.利用O2等离子体处理了芯片微管道内表面,使液体样品在进样后能够进行自动传输、分配和贮存.持续10ms的10kPa气压驱动下,该芯片可以在3.4mm×3.4mm的尼龙膜上制成5×5样品微阵列,25个点直径平均值为384μm,变异系数为2.6%.利用该芯片制成的DNA微阵列的信号强度变异系数达到4.5%,直径大小变异系数达到3.2%,符合生物微阵列分析的要求.     

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.     

低温空气等离子体改性PDMS的研究

为了改善聚二甲基硅氧烷（PDMS）的亲水性和稳定其电渗性能,采用空气微波等离子体在低温条件下对其表面进行改性。利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）及静态接触角对处理前后的PDMS进行分析。经空气微波等离子体处理3min后,PDMS的亲水性得到极大的改善,水在其表面的接触角接近零度。XPS结果表明：处理后PDMS表面形成SiOx薄层;AFM显示空气等离子体处理对PDMS的表面没有损伤。与文献报道的高、中真空氧等离子体处理方法相比,亲水效果基本一致,却大幅度降低了对设备真空系统的要求,并缩短了操作时间,节约了成本。最佳处理条件为：微波为100W,腔体内气压为1.0kPa,空气的流量为20sccm（1sccm=1cm3·min^-1）,时间3min。     

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。     

基于PDMS的金属可调谐光栅

介绍了一种制备周期可调谐金属光栅的新技术。首先采用紫外光刻技术将光栅结构制备至硅衬底,并在其上蒸镀一层薄的银以增强衍射效率,然后采取金属举离工艺,最后转移光栅结构至PDMS（聚二甲基硅氧烷）基底。利用PDMS高弹性的特点,通过控制PDMS的纵、横向机械拉伸程度,对金属光栅周期进行连续调谐,获得预定的目标周期。实验结果表明,金属光栅调谐范围超过其初始周期的30%。     

基于MEMS技术的SU-8胶被动微阀片的设计与研制

为解决微流体在微流控芯片上的单向流动,进而实现生化反应的片上系统,采用微机电系统（MEMS）技术加工出SU-8胶微型阀片．SU-8胶阀片具有弹性模量和弹性常数低、开启压力小、反向泄漏小、易于加工等特点．从理论上分析了不同厚度（10μm,15μm,20μm,25μm）的微型阀片在不同压力作用下的挠度和应力分布,在相同尺寸和压力下,SU-8微阀片的挠度与传统的硅阀片的挠度相比要大10倍左右．讨论了有阻尼作用下的谐振频率以及过流特性。可知阀臂和阀座的尺寸是影响阀片性能的主要因素．给出了加工工艺,测试了阀片的正反向过流性能,以水作为工作物质,得到3种厚度阀片的过流曲线,其最大正向流速达到7000μL／min．     

基于PDMS金属可调谐光栅的制备工艺研究

分别利用直接法和间接法,制备了基于PDMS(聚二甲基硅氧烷)基底的金属可调谐光栅。由于在金属举离过程中PDMS遇丙酮溶液溶胀,导致直接法在机械调谐过程中光栅严重断裂,而利用间接法可以克服此问题。利用PDMS高弹性的特点,通过控制PDMS的纵、横向拉伸程度,对光栅周期进行连续、任意调谐,可获得预定的目标周期。     

PDMS有机硅膜的制备及其渗透汽化脱硫的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,正庚烷为溶剂,正硅酸乙酯为交联剂,二月桂酸二丁基锡为催化剂,聚丙烯腈为基膜,制得聚二甲基硅氧烷／聚丙烯腈复合膜．采用红外谱图和扫描电镜对膜的物理及化学结构进行了分析和表征．所得膜用于辛烷中噻吩的脱除,研究了硫化温度、料液温度等因素对膜性能的影响．结果表明:在同一料液温度下,硫化温度越高,交联硫化越完全,膜对辛烷中噻吩的选择性越高,渗透通量下降;在相同硫化温度下,料液温度升高,渗透通量增加,膜对噻吩的选择性下降．对硫化温度50℃的膜,在料液温度为30℃时,膜的渗透通量370 g／(m2·h),膜对噻吩的选择系数为5．212．     

纳米银墨水的液桥转印技术研究

本文利用液桥转印技术将填充于聚二甲基硅氧烷(PDMS)模板沟槽内的纳米银墨水经烧结固化后转印到玻璃基底表面形成微结构图形。研究了金属微结构在转印过程中的图形断裂和线条展宽等缺陷产生的原因。实验结果表明,液桥毛细作用力的存在可以大幅提高图形转印成功率;降低烧结温度和缩短烧结时间有利于提高银线微结构的连续性,而升高烧结温度和增加烧结时间有利于提高纳米银墨水的固化程度,从而抑制线条展宽进而提高透射率。综合考虑这两方面因素,优化了工艺参数,改善了银线微结构的断裂情况,并且使其具有较高的转印精度和透射率。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

Fabrication of 316-L stainless steel micro parts by softlithography and powder metallurgy

This paper presents an approach to fabricate 316-L stainless steel micro parts with complex shapes using soft lithographical and powder metallurgical techniques. The process includes production of high quality deep micro SU-8 master moulds and their negative replicas in polydimethylsiloxane (PDMS). Then the PDMS soft moulds are filled with slurry containing superfine (< 4 um) stainless steel particles and binder. When the slurry is dry, green patterns are removed from the PDMS moulds before the patterns are de-bound and sintered in the tube furnace at 1200 in forming gas atmosphere. The resultant micro parts show high shape retention. The linear shrinkage of the sintered part is measured and found to be 17%.