低压键合制作微纳米流控系统的方法

摘要

本发明公开了一种低压键合制作微纳米流控系统的方法，其特征是首先以玻璃片为基底，制得具有光栅图形的KMPR母版，并制得到PDMS软印章；再利用PDMS软印章制得后续制作纳米通道的光栅纳米尺寸结构Si基底；另取PET片制得具有双层SU-8光刻胶的PET片材；再将光栅纳米尺寸结构Si基底和具有双层SU-8光刻胶的PET片材经低压键合制作微纳米流控系统。本发明方法制作的通道的均匀性好，不易出现堵塞，成功率高；本发明方法操作灵活，制造成本低，利于大面积生产。

主权项

一种低压键合制作微纳米流控系统的方法，其特征是首先以玻璃片为基底，制得具有光栅图形的KMPR母版，并制得到PDMS软印章；再利用PDMS软印章制得后续制作纳米通道的光栅纳米尺寸结构Si基底；另取PET片制得具有双层SU‑8光刻胶的PET片材；再将光栅纳米尺寸结构Si基底和具有双层SU‑8光刻胶的PET片材经低压键合制作微纳米流控系统；所述低压键合制作微纳米流控系统的方法是按如下步骤操作：a、以玻璃片为基底，在经预处理的玻璃片的表面旋涂一层厚度为3微米的KMPR1005光刻胶，在100℃下烘烤5分钟，接着以掩模板曝光的方式在曝光机下曝光，曝光时间为4分30秒，然后再在100℃下烘烤5分钟，再在质量百分比浓度为0.5％的KOH溶液中显影，将掩模板上的光栅图形复刻到KMPR胶层上，制得具有光栅图形的KMPR母版；b、将PDMS粘稠液倾覆摊平在KMPR母版上，使粘稠液完全覆盖KMPR母版，以90℃烘烤使PDMS固化，将固化的PDMS层从KMPR母版上剥离，得到PDMS软印章(3)；c、在Si片(1)上旋涂厚度为2‑3微米的SU‑8 2002光刻胶(2)，经烘烤形成Si基底；将步骤b制得的PDMS软印章(3)压在所述Si基底上，以90℃预热10分钟后对PDMS软印章(3)施加压印压力，使PDMS软印章(3)压入软化的SU‑8 2002光刻胶(2)，保持90℃和压印压力20分钟后自然冷却，再透过PDMS软印章(3)进行紫外曝光；对曝光后的SU‑82002光刻胶以90℃烘烤固化10分钟，使PDMS软印章(3)上的光栅纳米尺寸结构复制在SU‑8 2002光刻胶(2)上，在SU‑8 2002光刻胶(2)上形成光栅纳米尺寸结构；自然冷却后将PDMS软印章(3)分离，得到后续制作纳米通道的光栅纳米尺寸结构Si基底；d、取PET片(4)，经酒精清洗及异丙醇淋洗后吹干，90℃烘烤10分钟，然后旋涂一层SU‑8 2025光刻胶(5)，以所述SU‑8 2025光刻胶(5)为支撑层，在90℃条件下烘20分钟后，对PET片(4)上的支撑层SU‑8 2025光刻胶(5)进行紫外曝光；曝光后以90℃烘烤10分钟，使得曝光的SU‑8 2025光刻胶(5)固化，然后自然冷却；冷却后，将SU‑8 2002旋涂于固化的支撑层SU‑8 2025光刻胶(5)上，作为纳米流体系统的键合层(6)，所述SU‑82002的旋涂厚度为400nm，在90℃条件下烘20分钟后，制得具有双层SU‑8光刻胶的PET片材；e、将步骤c所制得光栅纳米尺寸结构Si基底进行氧气等离子体处理；将步骤d制得的具有双层SU‑8光刻胶的PET片材平整地放置在光栅纳米尺寸结构Si基底上，用滚筒(8)来回按压PET基底(4)，使得键合层(6)与光栅纳米尺寸结构Si基底接触均匀，再在PET基底(4)上放置一重量为2Kg的重物(9)，并在烘台(7)上以75℃预热10分钟，使得键合层SU‑8光刻胶(6)和光栅纳米尺寸结构Si基底上SU‑8光栅结构在毛细力作用下粘合；f、透过PET基片(4)对光栅纳米尺寸结构Si基底上的各SU‑8光刻胶层进行紫外曝光；完成曝光后对包括有光栅纳米尺寸结构Si基底和具有双层SU‑8光刻胶的PET片进行烘烤，使得各SU‑8光刻胶层之间充分固化交联，完成键合，烘烤温度为90℃，时间为10分钟；随即，去除PET基片(4)完成SU‑8纳米流体系统的制作。