Soft Lithography

SOFT LITHOGRAPHY je termin koji se koristi za brojne procese za prijenos uzorka. Glavni kalup je potreban u svim slučajevima i mikrofabrikuje se standardnim metodama litografije. Koristeći glavni kalup, proizvodimo elastomerni uzorak / pečat koji će se koristiti u mekoj litografiji. Elastomeri koji se koriste za ovu svrhu moraju biti hemijski inertni, imati dobru termičku stabilnost, čvrstoću, izdržljivost, površinska svojstva i biti higroskopni. Silikonska guma i PDMS (polidimetilsiloksan) su dva dobra kandidata materijala. Ove marke se mogu koristiti više puta u mekoj litografiji.

 

 

 

Jedna varijacija meke litografije je MIKROKONTAKTNO ŠTAMPANJE. Elastomerni pečat je premazan tintom i pritisnut na površinu. Vrhovi uzorka dodiruju površinu i prenosi se tanak sloj od oko 1 monosloja boje. Ovaj monosloj tankog filma djeluje kao maska za selektivno mokro jetkanje.

 

 

 

Druga varijanta je MICROTRANSFER MOLDING, u kojoj se udubljenja kalupa od elastomera pune tekućim polimernim prethodnikom i guraju na površinu. Kada se polimer stvrdne nakon mikrotransfernog oblikovanja, odlijepimo kalup, ostavljajući za sobom željeni uzorak.

 

 

 

Konačno, treća varijacija je MICROMOLDING IN KAPILARI, gdje se uzorak elastomera pečata sastoji od kanala koji koriste kapilarne sile da uvuku tečni polimer u pečat sa njegove strane. U osnovi, mala količina tečnog polimera se postavlja pored kapilarnih kanala i kapilarne sile povlače tečnost u kanale. Višak tečnog polimera se uklanja i polimer unutar kanala se ostavlja da očvrsne. Kalup za pečat je oguljen i proizvod je spreman. Ako je odnos širine i visine kanala umjeren i dozvoljene dimenzije kanala zavise od upotrijebljene tekućine, može se osigurati dobra replikacija uzorka. Tečnost koja se koristi za mikromolding u kapilarama može biti termoreaktivni polimeri, keramički sol-gel ili suspenzije čvrstih materija u tečnim rastvaračima. Tehnika mikromoldinga u kapilarama je korištena u proizvodnji senzora.

 

 

 

Meka litografija se koristi za konstruisanje karakteristika mjerenih na skali od mikrometara do nanometra. Meka litografija ima prednosti u odnosu na druge oblike litografije kao što su fotolitografija i litografija elektronskim snopom. Prednosti uključuju sljedeće:

 

• Niža cijena u masovnoj proizvodnji od tradicionalne fotolitografije

 

• Pogodnost za primjenu u biotehnologiji i plastičnoj elektronici

 

• Pogodnost za aplikacije koje uključuju velike ili neplanarne (neravne) površine

 

• Meka litografija nudi više metoda za prijenos uzoraka od tradicionalnih tehnika litografije (više opcija „tinte“)

 

• Mekana litografija ne treba fotoreaktivnu površinu za stvaranje nanostruktura

 

• Sa mekom litografijom možemo postići manje detalje od fotolitografije u laboratorijskim postavkama (~30 nm vs ~100 nm). Rezolucija ovisi o korištenoj maski i može doseći vrijednosti do 6 nm.

 

 

 

VIŠESLOJNA MEKA LITOGRAFIJA je proizvodni proces u kojem se mikroskopske komore, kanali, ventili i otvore oblikuju unutar povezanih slojeva elastomera. Korištenjem višeslojnih mekih litografskih uređaja koji se sastoje od više slojeva mogu se izraditi od mekih materijala. Mekoća ovih materijala omogućava da se površine uređaja smanje za više od dva reda veličine u poređenju sa uređajima na bazi silicijuma. Druge prednosti meke litografije, kao što su brza izrada prototipa, jednostavnost izrade i biokompatibilnost, također vrijede u višeslojnoj mekoj litografiji. Koristimo ovu tehniku za izgradnju aktivnih mikrofluidnih sistema sa on-off ventilima, preklopnim ventilima i pumpama u potpunosti od elastomera.