PDMS薄膜:旋涂PDMS层的厚度 - 汶颢股份
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PDMS薄膜:旋涂PDMS层的厚度

一层薄的PDMS被称为PDMS膜PDMS膜具有多种性质,使其非常有价值。

事实上,由于PDMS的渗透性,膜可用于在两种液体之间或气体与液体之间交换气体或小分子而无需直接接触。更重要的是,由于PDMS的柔软性,膜片可用于制造阀门,例如Quake阀门。

其他应用可以想象,一切主要取决于定义扩散的层的厚度和层的柔软度。我们将在这里看到如何制作PDMS膜并操作它。

PDMS膜制造过程由4个主要步骤组成

1. 底物的制备

2. 牺牲层的实现

3. PDMS膜的实现

4. PDMS膜释放

1. PDMS膜:底物的制备

PDMS膜:底物的制备

PDMS膜通常在将用于旋涂机的晶圆上完成以实现PDMS膜。在使用之前,必须清洁晶圆。如此处所述,建议使用经典清洁。

如果您在洁净室内,可以用溶液(H2SO4 + H2O2)清洁它,在干净的室外可以使用丙酮。如果您确定晶圆的状态,清洗可以选择,但强烈建议在任何情况下,您必须加热晶圆以除去表面上的所有水分。例如,我们建议在120°C的烘箱15分钟。如果需要,5分钟内等离子体处理(氧气或空气等离子体正常工作)会增加扩散。

2. PDMS膜:牺牲层的实现

为了能够从基底上去除PDMS,最好的方法是使用一个牺牲层,该层在过程结束时被去除以释放PDMS。

  您可以使用多种材料制作牺牲层,我们使用一些AZ4562光刻胶,因为它易于操作并且工作完美。

为了制造AZ4562,旋涂光刻胶(每英寸基材1毫升),您将获得薄而平坦的层。然后在2分钟内在100°C烘烤。不需要加热或冷却的温度斜坡,所以您可以在2分钟后直接从热板上取下晶圆。

不需要曝光光刻胶,晶圆已经准备好进行下一步。

旋涂参数:


速度

促进

时间

步骤1

500转

300转/秒

10S

第2步

5000转

300转/秒

30S

3. PDMS膜的实现

PDMS膜是通过将PDMS旋涂在基材上制成的,因此在此之前,必须准备PDMS。这意味着,混合单体和固化剂(10/1)并对PDMS进行脱气。

现在最相关的步骤是PDMS的旋涂,因为旋涂的速度,加速度和时间将决定您想要的层的厚度。

根据您在以下图形中使用的参数,您将能够获得有关您可能获得哪种图层的信息。

PDMS膜的实现

1:作为旋涂速度的函数的5分钟旋涂时间(左)和作为两个给定旋涂速度(右)的旋涂时间的函数的PDMS层厚度对于微流体装置的依赖性。

PDMS部分A和部分B(Sylgard 184,Dow Corning)以10:1(重量:重量)比率混合并在2分钟期间转向。使用前将PDMS置于真空干燥器中脱气(10-13分钟)。总准备时间:15分钟。

图2:作为旋涂速度的函数的PDMS层厚度

2:作为旋涂速度的函数的PDMS层厚度

刚刚在碱和固化剂之后使用的Sylgard-184 PDMS以10:1的比例混合。深蓝色圆圈是来自[3]的具有60s旋涂时间的数据点,浅蓝色圆圈是具有30s旋涂时间的测量值,并且实线是理论拟合W = 0.23ω-1.14W以米,ω以rpm计)。

4. PDMS膜释放

PDMS膜释放

现在你的薄膜处于所需的厚度,但处理并将其从晶圆上取出是非常困难的,这就是为什么我们使用了牺牲层。

您只需将晶圆放入丙酮溶液中,等待AZ4562溶解即可。这将需要几分钟(2-3分钟),然后你将PDMS膜浮在表面上。

请注意,最好的办法是将PDMS膜浸入水中,以便轻松操作,因为它非常粘稠。