[发明专利]一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法

权利要求书

1.一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征如下：

(1)采用两次PDMS浇注技术制造微纳复合尺度PDMS模具

首先将PDMS浇注到经过表面改性后的二维纳米硅模具上；经过抽真空和热固化，形成带有纳米尺度图形的第一层PDMS；将带有微米尺度图形的掩膜胶片和第一层PDMS经过氧等离子处理后，经对准将掩膜胶片置于第一层PDMS上，然后浇注第二层PDMS，使掩膜胶片被封装在两层PDMS之间，形成微纳复合尺度PDMS模具；

(2)采用微纳复合尺度PDMS模具热压印和紫外固化制造纳米尺度通道SU-8胶电液动力射流喷针

在硅片上旋涂一层紫外固化光刻胶，经过曝光显影制造出纳米尺度通道喷针BP212牺牲层；然后利用热蒸发在BP212牺牲层上蒸镀一层Al掩蔽层薄膜；在带有BP212牺牲层和Al掩蔽层薄膜的硅片上旋涂一层SU-8胶，前烘后利用步骤(1)得到的微纳复合尺度PDMS模具，在SU-8胶基底上热压印出纳米尺度通道；然后从微纳复合尺度PDMS模具上方对SU-8胶进行紫外曝光，后烘后使微米尺度图形区域以外的SU-8胶固化，显影后形成带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针；

(3)采用Al掩蔽层和BP212牺牲层制作纳米尺度通道SU-8胶电液动力射流喷针悬空针尖

在PDMS基底上旋涂一层SU-8胶，前烘后，形成纳米尺度通道SU-8胶电液动力射流喷针的盖板；将纳米尺度通道SU-8胶电液动力射流喷针的盖板和步骤(2)得到的带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针进行氧等离子体处理，处理后利用热压键合将纳米尺度通道SU-8胶电液动力射流喷针的盖板和带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针进行热压键合；紫外曝光、后烘并显影后，形成带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针；去除Al掩蔽层薄膜和BP212牺牲层，使SU-8胶电液动力射流喷针前部悬空，再将SU-8胶电液动力射流喷针悬空部分以下的硅片切除后，最终形成前部悬空的带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针。

2.根据权利要求1所述的一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征在于，在SU-8胶上形成一种微纳复合尺度沟道喷针结构，其纳尺度沟道的宽度和深度均小于100nm，由热压印和紫外固化形成，微尺度沟道由紫外光刻固化显影形成。

3.根据权利要求1或2所述的一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征在于，采用热压-紫外光刻制造带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针针尖基底端面，键合SU-8胶盖板后，将SU-8胶盖板与带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针针尖基底端面对准，紫外光刻曝光，经后烘显影，形成一个整体平滑的带有盖板封闭通道的SU-8胶电液动力射流喷针针尖端面。

4.根据权利要求3所述的一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征在于，制造微纳复合尺度PDMS模具过程中，带有纳米尺度喷针图形的第一层PDMS固化剂比例为5:1，浇注厚度控制在200μm到500μm之间；镶嵌微米尺度图形掩膜胶片的第二层PDMS固化剂比例为10:1，PDMS厚度控制在1mm到2mm之间。

5.根据权利要求1或4所述的一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征在于，制造微纳复合尺度PDMS模具过程中，带有纳米尺度喷针图形的第一层PDMS固化温度为40℃，固化时间3小时；镶嵌微米尺度图形掩膜胶片的第二层PDMS固化温度为80℃，固化时间1.5小时。

6.根据权利要求5所述的一种带有纳米尺度通道的SU-8胶电液动力射流喷针制造方法，其特征在于，采用金属Al掩蔽层保护SU-8胶悬空针尖下面的BP212牺牲层，防止SU-8胶悬空针尖下面的BP212牺牲层在SU-8胶显影过程中被显影液腐蚀。