用于PDMS微芯片塑性成型的SU_8模具制作工艺的优化_陆振华

第14卷第3期功能材料与器件学报V o l.14,N o.3 2008年6月J O U R N A LO FF U N C T I O N A LM A T E R I A L S A N DD E V I C E S J u n.,2008

文章编号:1007-4252(2008)03-0639-06

用于P D M S微芯片塑性成型的S U-8模具制作工艺的优化

陆振华1,2,许宝建1,金庆辉1,赵建龙1

(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海,200050;

2.中国科学院研究生院,北京,100039)

摘要:P D M S是制作微流控芯片的主要材料。P D M S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。S U-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P D M S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S U-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S U-8微模具加工工艺,在以0.5℃/m i n进行升降温、210m J/c m2的曝光剂量、200℃条件下硬烘30m i n条件下得到较好的S U-8模具,提供了一种快速、复用性高、低成本的P D M S微芯片塑性成型的S U-8模具的制作方法。

关键词:P D M S;塑性成型;S U-8模具;黏附性

中图分类号:T N305.7 文献标识码:A

F a b r i c a t i o n p r o c e s s o p t i m i z a t i o no f S U-8m o l df o r P D MS

m i c r o c h i pp l a s t i c m o l d i n g

L UZ h e n-h u a1,2,X UB a o-j i a n1,J I NQ i n g-h u i1,Z H A OJ i a n-l o n g1

(1.S h a n g h a i I n s t i t u t e o f M i c r o s y s t e ma n d I n f o r m a t i o n T e c h n o l o g y,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,

S h a n g h a i200050,C h i n a;2.G r a d u a t e S c h o o l o f t h e C h i n e s e A c a d e m y

o f S c i e n c e s,B e i j i n g100039,C h i n a)

A b s t r a c t:P D M S i s t h e m a i n m a t e r i a l f o r m a n u f a c t u r i n g m i c r o f l u i d i c c h i p s,a n d t h e m o s t u s e d m e t h o d f o r

P D M S f a b r i c a t i o n i s p l a s t i c m o l d i n g,w h i c h r e q u i r e s g o o d p l a s t i c m o l d.S U-8h a s b e e nw i d e l y a p p l i e d

f o r M E M S f a b r i c a t i o n a n d p l a s t i c m o l df o r P D M Sb e c a u s e o f i t s m i c r o-m a c h i n i n

g c

h a r a c t e r

i s t i c s.A c-

c o r

d i n g t o t h

e r e q u i r e m e n t s o

f m o l d s u c h a s f l a t,c r a c k-f r e e,a n d r e u s a b l e,t h i s p a p e r s t u d y f a c t o r s i n-

f l u e n c i n

g t

h e c o h e s

i o nb e t w e e n S U-8m o l ds t r u c t u r e a n d s i l i c o ns u b s t r a t ea n dc r a c k s,o p t i m i z i n gt h e

f a b r i c a t i o n p r o c e s s o f S U-8,i n t h e c o n d i t i o n o f h e a t t r e a t m e n t a t t h e r a t e o f0.5℃/m i n,d o s a

g e a t210

m J/c m2,a n d h a r d b a k e a t200℃f o r30m i n,p r o v i d i n g a f a s t,r e u s a b l e,l o wc o s t S U-8m o l d m a n u f a c-t u r i n g m e t h o d f o r P D M S m i c r o c h i p p l a s t i c m o l d i n g.

收稿日期:2007-03-21; 修订日期:2007-05-25

基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(973计划)(N o.2005C B724305);上海市科技攻关计划项目(N o.051111019);上海市科委纳米专项(N o.0652n m016);上海-A M基金(N o.0510).

作者简介:陆振华(1982-),男,硕士研究生,研究方向:B i o M E M S和微流体技术.