电控光开关阵列微流控芯片的制作方法

摘要

微流控光开关阵列的工艺制作方法涉及一种新颖的基于微流控技术，用电控制信号进行操作的光开关阵列结构的集成化制作方法，该方法采用机械加工、制作PDMS微流控芯片、镀膜、封合来实现包含“光波导层(7)、底导电层(11)、带导电膜块的绝缘层(5)和上盖板(4)”的夹心结构的集成制作，实现微流控光开关阵列芯片结构。集成化制作方法的主要步骤包括：光波导层的制作、驱动开关结构的制作、底板导电层的制作和芯片封合四个基本过程。其中，盖板、光波导层和底板的基材是聚二甲基硅氧烷(PDMS)；绝缘层上的导电膜块采用PVA薄膜制作。

主权项

1.一种电控光开关阵列微流控芯片的制作方法，其特征在于采用机械加工、制作PDMS微流控芯片、镀膜、封合来实现包含光波导层(7)、底导电层(11)、带导电膜块的绝缘层(5)和上盖板(4)的夹心结构的集成制作，其主要步骤包括：1)光波导层的制作：采用制作光掩膜的方法，同过CAD设计微通道网络，将其打印在透明胶片上作为掩膜，在硅片上甩涂一薄层光刻胶，通过紫外线曝光，未曝光区域用显影液溶解，硅片以及表面上剩下的凸起SU-8结构用作制作PDMS基片的阳模，硅阳模表面用氟化的硅烷化试剂处理，然后将固化的PDMS从阳模剥离，制成具有特定微通道的基片；2)驱动开关结构的制作：采用CAD设计制作PVA掩膜，通过甩涂光刻胶、显影得到导电模块分布，然后在PVA薄膜上用钻孔器产生通气孔和注液孔；3)镀膜：采用蒸镀技术来进行镀膜，在真空下加热靶材金属，使其蒸发压力超过环境压力，从而加速蒸发，被涂敷的基片放在真空室中源材料的附近，当蒸气接触到较冷的基片表面时，金属蒸气被压缩，且在基片上颗粒边界生长出膜层；4)底板导电层的制作：以PDMS为基板，使用蒸镀或其他方法在基板上镀金属膜，即可实现底导电层的制作；5)芯片封合：光开关四层之间的封合，即PVA膜层与PDMS的封合、金属膜层与PDMS的封合，这两种封合都用等离子辅助键合，制作后的绝缘层与盖板先封合，脱离基片，再与光波导层封合。