Mjuk litografi

SOFT LITHOGRAPHY är en term som används för ett antal processer för mönsteröverföring. En masterform behövs i alla fall och är mikrotillverkad med standard litografimetoder. Med hjälp av masterformen producerar vi ett elastomermönster/stämpel som ska användas i mjuk litografi. Elastomerer som används för detta ändamål måste vara kemiskt inerta, ha god termisk stabilitet, styrka, hållbarhet, ytegenskaper och vara hygroskopiska. Silikongummi och PDMS (Polydimetylsiloxan) är två bra kandidatmaterial. Dessa stämplar kan användas många gånger i mjuk litografi.

 

 

 

En variant av mjuk litografi är MICROCONTACT PRINTING. Elastomerstämpeln är belagd med bläck och pressas mot en yta. Mönstertopparna kommer i kontakt med ytan och ett tunt lager av cirka 1 monolager av bläcket överförs. Detta tunna filmmonoskikt fungerar som masken för selektiv våtetsning.

 

 

 

En andra variant är MICROTRANSFER MOLDING, där urtagen i elastomerformen fylls med flytande polymerprekursor och trycks mot en yta. När polymeren härdar efter mikrotransferformning, skalar vi av formen och lämnar det önskade mönstret.

 

 

 

Slutligen en tredje variant är MICROMOLDING IN CAPILLARIES, där elastomerstämpelmönstret består av kanaler som använder kapillärkrafter för att suga in en flytande polymer i stämpeln från dess sida. I grund och botten placeras en liten mängd av den flytande polymeren intill kapillärkanalerna och kapillärkrafterna drar vätskan in i kanalerna. Överskott av flytande polymer avlägsnas och polymer inuti kanalerna tillåts härda. Stämpelformen skalas av och produkten är klar. Om kanalbildförhållandet är måttligt och de tillåtna kanaldimensionerna beror på vilken vätska som används, kan en god mönsterreplikering garanteras. Vätskan som används vid mikrogjutning i kapillärer kan vara värmehärdande polymerer, keramisk sol-gel eller suspensioner av fasta ämnen i flytande lösningsmedel. Tekniken för mikrogjutning i kapillärer har använts vid sensortillverkning.

 

 

 

Mjuk litografi används för att konstruera egenskaper som mäts på mikrometer till nanometerskala. Mjuk litografi har fördelar jämfört med andra former av litografi som fotolitografi och elektronstrålelitografi. Fördelarna inkluderar följande:

 

• Lägre kostnad vid massproduktion än traditionell fotolitografi

 

• Lämplighet för tillämpningar inom bioteknik och plastelektronik

 

• Lämplighet för applikationer som involverar stora eller icke plana (icke platta) ytor

 

• Mjuk litografi erbjuder fler mönsteröverföringsmetoder än traditionella litografitekniker (fler "bläck"-alternativ)

 

• Mjuk litografi behöver ingen fotoreaktiv yta för att skapa nanostrukturer

 

• Med mjuk litografi kan vi uppnå mindre detaljer än fotolitografi i laboratoriemiljöer (~30 nm vs ~100 nm). Upplösningen beror på vilken mask som används och kan nå värden ner till 6 nm.

 

 

 

MJUK FLERLAGERSLITOGRAFI är en tillverkningsprocess där mikroskopiska kammare, kanaler, ventiler och vior gjuts i bundna lager av elastomerer. Användning av flerskikts mjuk litografianordningar som består av flera skikt kan tillverkas av mjuka material. Mjukheten hos dessa material gör att enhetens ytor kan reduceras med mer än två storleksordningar jämfört med silikonbaserade enheter. De andra fördelarna med mjuk litografi, såsom snabb prototypframställning, enkel tillverkning och biokompatibilitet, är också giltiga i mjuk litografi i flera lager. Vi använder den här tekniken för att bygga aktiva mikrofluidsystem med på-av-ventiler, omkopplingsventiler och pumpar helt av elastomerer.