Mehka litografija

SOFT LITHOGRAPHY je izraz, ki se uporablja za številne postopke za prenos vzorcev. Glavni kalup je potreben v vseh primerih in je mikroizdelan s standardnimi metodami litografije. Z glavnim kalupom izdelamo elastomerni vzorec/žig za uporabo v mehki litografiji. Elastomeri, ki se uporabljajo v ta namen, morajo biti kemično inertni, imeti dobro toplotno stabilnost, trdnost, vzdržljivost, površinske lastnosti in higroskopičnost. Silikonska guma in PDMS (polidimetilsiloksan) sta dobra kandidata za material. Te znamke je mogoče večkrat uporabiti v mehki litografiji.

 

 

 

Ena različica mehke litografije je MICROCONTACT PRINTING. Žig iz elastomera je prevlečen s črnilom in pritisnjen na površino. Vrhovi vzorca se dotaknejo površine in prenese se tanka plast približno 1 enoplastnega črnila. Ta tankoslojni monosloj deluje kot maska za selektivno mokro jedkanje.

 

 

 

Druga različica je MICROTRANSFER MOLDING, pri kateri so vdolbine elastomernega kalupa napolnjene s predhodnikom tekočega polimera in potisnjene na površino. Ko se polimer strdi po oblikovanju z mikrotransferjem, odluščimo kalup in za seboj pustimo želeni vzorec.

 

 

 

Nazadnje je tretja različica MICROMOLDING IN CAPILLARIES, kjer je vzorec elastomernega žiga sestavljen iz kanalov, ki uporabljajo kapilarne sile za stenj tekočega polimera v žig z njegove strani. V bistvu je majhna količina tekočega polimera nameščena ob kapilarnih kanalih in kapilarne sile potegnejo tekočino v kanale. Odvečni tekoči polimer se odstrani in polimer znotraj kanalov pusti, da se strdi. Kalup za štampiljko je odluščen in izdelek je pripravljen. Če je razmerje stranic kanala zmerno in so dovoljene dimenzije kanala odvisne od uporabljene tekočine, je mogoče zagotoviti dobro replikacijo vzorca. Tekočina, ki se uporablja pri mikrolitju v kapilarah, so lahko termoreaktivni polimeri, keramični sol-gel ali suspenzije trdnih snovi v tekočih topilih. Tehnika mikrolitja v kapilarah je bila uporabljena pri izdelavi senzorjev.

 

 

 

Mehka litografija se uporablja za izdelavo značilnosti, izmerjenih na mikrometrski do nanometrski lestvici. Mehka litografija ima prednosti pred drugimi oblikami litografije, kot sta fotolitografija in litografija z elektronskim žarkom. Prednosti vključujejo naslednje:

 

• Nižji stroški pri masovni proizvodnji kot tradicionalna fotolitografija

 

• Primernost za uporabo v biotehnologiji in plastični elektroniki

 

• Primernost za aplikacije, ki vključujejo velike ali neravne (neravne) površine

 

• Mehka litografija ponuja več metod prenosa vzorcev kot tradicionalne tehnike litografije (več možnosti črnila)

 

• Mehka litografija ne potrebuje fotoreaktivne površine za ustvarjanje nanostruktur

 

• Z mehko litografijo lahko dosežemo manjše podrobnosti kot s fotolitografijo v laboratorijskih nastavitvah (~30 nm proti ~100 nm). Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže vrednosti do 6 nm.

 

 

 

MULTILAYER SOFT LITHOGRAPHY je postopek izdelave, pri katerem so mikroskopske komore, kanali, ventili in odprtine oblikovani znotraj povezanih plasti elastomerov. Z uporabo večplastne mehke litografije je mogoče naprave, sestavljene iz več plasti, izdelati iz mehkih materialov. Mehkoba teh materialov omogoča, da se površine naprave zmanjšajo za več kot dva reda velikosti v primerjavi z napravami na osnovi silicija. Druge prednosti mehke litografije, kot so hitra izdelava prototipov, enostavnost izdelave in biokompatibilnost, veljajo tudi za večplastno mehko litografijo. To tehniko uporabljamo za izdelavo aktivnih mikrofluidnih sistemov z vklopno-izklopnimi ventili, preklopnimi ventili in črpalkami, ki so v celoti iz elastomerov.