[发明专利]一种基于反模的“I”型结构PDMS基体的制造方法

摘要

本发明公开了一种基于反模的“I”型结构PDMS基体的制造方法。其步骤有：1.硅模具的制备，得到具有台阶状凸点的硅模具；2.PDMS反模具的制备；3.PDMS反模具的表面处理4.利用PDMS反模具倒模：将处理后的PDMS反模具固定在硅片上，旋涂、抽真空、再旋涂、热烘至固态，依次使用丙酮和无水乙醇超声清洗，分离PDMS反模具和“I”型结构PDMS基体，烘干，制得“I”型结构PDMS基体。制得的PDMS基体拥有特殊的“I”型结构图案化阵列，其在力学性能上具有明显的应变隔离效应，在物理性能上具有较强的表面疏水性，使得其在微机电系统、医疗诊断、生物材料等柔性可延展电子领域具有特殊的应用价值。

主权项

1.一种基于反模的“I”型结构PDMS基体的制造方法，用于制造“I”型结构的由岛体(1)、连接柱体(2)和基底(3)构成的聚二甲基硅氧烷PDMS基体；所述的“I”型结构是连接柱体2以等间距列阵式分布于连续的基底3之上，岛体(1)位于连接柱体(2)之上，其中岛体(1)的横向尺寸大于连接柱体(2)的横向尺寸；包括如下处理步骤：步骤一：硅模具的制备对硅片进行两次深度为100μm的表面图案化刻蚀，制备得到具有台阶状凸点的硅模具；步骤二：PDMS反模具的制备(A)配制分别用主剂和硬化剂以质量比为5:1和10:1比例混合均匀，并且抽真空30分钟～40分钟，得到的1号液态PDMS和2号液态PDMS，将1号液态PDMS滴入步骤一中制备的硅模具内，使得1号液态PDMS刚好没过硅模具边缘和凸点顶部；(B)放入真空箱，再次抽真空20分钟～30分钟，使得1号液态PDMS浸润到硅模具的坑槽中；(C)去除硅模具边缘和凸点顶部由于过剩流出的1号液态PDMS；(D)放入120℃的烘箱中热烘一个小时，使其固化；(E)再次去除残留在硅模具边缘和凸点顶部的固态PDMS残渣；(F)脱模，制得PDMS反模具；步骤三：PDMS反模具的表面处理(A)修剪，裁去边缘不规整残渣，并用去离子水冲洗后放入玻璃容器中；(B)PDMS反模具的表面清洗；(C)将清洗后的PDMS反模具分别对其正面和反面喷涂AZ4620光刻胶，在其表面形成一层厚度为5μm～10μm的隔离膜，制得最终处理完毕的PDMS反模具；步骤四：利用PDMS反模具倒模(A)将步骤三处理得到的PDMS反模具平铺固定在干净的硅片上；(B)将硅片安装在匀胶机上，在转速为300转/分的条件上，滴加入1毫升～2毫升的2号液态PDMS，匀胶20秒～30秒后，得到第一次旋涂片；(C)将第一次旋涂片放入真空箱，抽真空40分钟～50分钟，使得2号液态PDMS浸润到PDMS反模具的孔洞内；(D)再次将硅片安装在匀胶机上，在转速为300转/分的条件上，滴加入1毫升～2毫升的2号液态PDMS，匀胶20秒～30秒后，得到第二次旋涂片；(E)放入65℃的烘箱中热烘两个小时，使其固化；(F)将固化后的二次旋涂片取出，放入玻璃容器中，向玻璃容器中加入10毫升～20毫升的丙酮，然后将玻璃容器放置于超声清洗机中，在功率700瓦～1000瓦、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗20分钟～30分钟，分离PDMS反模具和“I”型结构PDMS基体；(G)将“I”型结构PDMS基体取出，用去离子水冲洗10秒，放入另一玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇，然后放置于超声清洗机中，在功率700瓦～1000瓦、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10分钟～20分钟；(H)烘干，得到“I”型结构PDMS基体。