一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法

摘要

一种制备带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针的热压印-紫外曝光制造方法,采用两次PDMS浇注和氧等离子体处理方法，制造出镶嵌掩膜胶片的微纳复合尺度PDMS模具。然后在硅片上光刻出BP212牺牲层，蒸镀一层Al作为掩蔽层，并旋涂SU-8胶。利用微纳复合尺度PDMS模具，采用热压印和正向紫外曝光方法制造出带有纳米尺度沟道的SU-8胶喷针。键合后去除Al掩蔽层和BP212牺牲层，使SU-8胶喷针针尖前部悬空，形成前部悬空的带有纳米尺度通道的SU-8胶喷针。本发明制作工艺简单、成本低、工艺重复性好并且容易实现。

主权项

一种带有纳米尺度通道的SU‑8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征如下：(1)采用两次PDMS浇注技术制造微纳复合尺度PDMS模具首先将PDMS浇注到经过表面改性后的二维纳米硅模具上；经过抽真空和热固化，形成带有纳米尺度图形的第一层PDMS；将带有微米尺度图形的掩膜胶片和第一层PDMS经过氧等离子处理后，经对准将掩膜胶片置于第一层PDMS上，然后浇注第二层PDMS，使掩膜胶片被封装在两层PDMS之间，形成微纳复合尺度PDMS模具；(2)采用微纳复合尺度PDMS模具热压印和紫外固化制造纳米尺度沟道SU‑8喷针在硅片上旋涂一层紫外固化光刻胶，经过曝光显影制造出纳米尺度沟道喷针BP212牺牲层；然后利用热蒸发在牺牲层上蒸镀一层Al掩蔽层薄膜；在带有BP212牺牲层和Al掩蔽层薄膜的硅片上旋涂一层SU‑8胶，前烘后利用步骤(1)得到的微纳复合尺度PDMS模具，在SU‑8胶基底上热压印出纳米尺度沟道；然后从PDMS模具上方对SU‑8胶进行紫外曝光，后烘后使微米尺度图形区域以外的SU‑8胶固化，显影后形成带有纳米尺度沟道的SU‑8喷针；(3)采用Al掩蔽层和BP212牺牲层制作纳米尺度沟道SU‑8喷针悬空针尖在PDMS基底上旋涂一层SU‑8胶，前烘后，形成纳米尺度沟道SU‑8喷针的盖板；将纳米尺度沟道SU‑8喷针的盖板和步骤(2)得到的带有纳米尺度沟道的SU‑8喷针进行氧等离子体处理，处理后利用热压键合将纳米尺度沟道SU‑8喷针的盖板和带有纳米沟道的SU‑8喷针进行热压键合；紫外曝光、后烘并显影后，形成带有纳米通道的电液动力射流SU‑8喷针；去除Al掩蔽层薄膜和牺牲层，使SU‑8胶喷针前部悬空，再将SU‑8胶喷针悬空部分以下的硅片切除后，最终形成前部悬空的带有纳米通道的SU‑8胶喷针。