[发明专利]一种中空微通道结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空微通道结构的制备方法，具体涉及微细加工领域。该方法采用光刻技术和热回流技术制作微米尺寸的微通道母版，并利用此母板制作PDMS柔性模板，获得的柔性模板具有与微通道母版互补的图案结构，将PDMS柔性模板紧密粘附在基片表面形成微通道空腔，并在一侧滴注S1813光刻胶，光刻胶在毛细力的作用下填充微通道空腔，填充较长时间后进行加热，微腔内的光刻胶发生回流，而与微腔内壁相接触的光刻胶将附着在内壁上，冷却固化并揭掉PDMS柔性模板后，就在基片表面上得到了中空微通道结构。本发明与其他制备中空微通道的方法相比，具有成本低廉，工艺简单等优点。本发明适用于微细加工、微流控芯片、生物医药等应用领域。

技术领域

本发明涉及微细加工、微流控芯片、生物医药等应用领域，具体涉及一种中空微通道结构的制备方法。

背景技术

人们对通道的研究早已从最开始的管道、各类线圈发展到现在的各种散热器通道以及模拟细胞生存环境的空腔，而相应地，其尺寸量级也从米、毫米、再到微米。随着微加工技术的发展，从上世纪五六十年代起，科学家们就开始将微通道应用于各种换热器、反应器以及在医学上模拟人体血管中血液的循环状况等各个方面。

毛细现象是自然界中一种常见的物理现象，众所周知液体与物体表面之间接触时会产生表面张力，在此表面张力的作用下液体会沿着接触面移动。倘若与液体接触的是一根细管或微通道，液体将在表面张力的作用下沿着细管内壁或微通道内腔壁移动。毛细现象可以用于制备微纳结构，其原理及操作较为简单，易于向产业化方向发展。

目前，对于微通道的制备已有一些方法，主要包括同轴挤出成形法、静电诱导法、反应离子刻蚀法等等，这些方法各有优缺点，应用时往往受限于工艺复杂、成本较高以及精度难以控制等因素。

中空微通道在微细加工、微流控芯片、生物医药等领域的应用较为广泛。

发明内容

本发明可以解决现有制备中空微通道方法工艺要求高，微通道尺寸难以控制，成本较高等问题，提供一种中空微通道结构的新型制备方法。

本发明的技术方案是：

一种中空微通道结构的制备方法，包括如下步骤：

(1)微通道母版的制备，步骤如下：将所用基片清洗干净并在其上旋转涂覆AZ9260光刻胶；静置十分钟后将其置于65℃热板上加热10分钟，接着移到95℃热板上加热30分钟；然后将具有长条形微米图案的光刻掩膜版与AZ9260光刻胶涂层紧密接触，并进行光刻曝光；对经过曝光后的基片进行显影便可得到与掩膜版图案中不透光部分尺寸相同的长条形微米方块结构；将此长条形微米方块结构置于热板之上，缓慢升温到140℃，加热30分钟后取下令其自然冷却到室温；140℃下的AZ9260光刻胶已经处于熔融状态，其在表面张力及重力的作用下发生流动，长条形微米方块结构的横截面形貌由棱角分明的矩形变为表面更加光滑的圆形，由此得到所需要的微通道母版结构；

(2)PDMS柔性微通道模板的制备，步骤如下：取一大小适中的烧杯，清洗干净，然后将PDMS本体材料和固化剂按照体积比10:1的比例在烧杯中混合并且搅拌均匀，令混合液在空气中静置两个小时以充分去除气泡，将没有气泡的混合液倾倒到步骤(1)中所获得的微通道母版上，并保证混合液能够完全覆盖住微通道结构，再将其整体置于90℃热板上加热1h使混合液完全固化；自然冷却至室温后将固化好的PDMS材料从步骤(1)中的微通道母版上揭下，便制得了PDMS柔性微通道模板；