無(wú)掩膜流動(dòng)刻蝕技術(shù)研究.pdf

1、本文提出了一種基于微尺度下流體分層流動(dòng)現(xiàn)象的微流道內(nèi)無(wú)掩膜流動(dòng)刻蝕方法。此方法的原理是利用PDMS微流道對(duì)平板玻璃進(jìn)行約束刻蝕，在PDMS微流道內(nèi)通入刻蝕劑和隔離劑并保持層流狀態(tài)，通過(guò)調(diào)節(jié)刻蝕劑和隔離劑的流動(dòng)參數(shù)可以在平板玻璃上加工出高深寬比的微結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了不利用光刻技術(shù)對(duì)玻璃進(jìn)行微加工。通過(guò)對(duì)玻璃基體材料進(jìn)行大量的工藝實(shí)驗(yàn)，明確了流動(dòng)參數(shù)對(duì)于刻蝕成型微結(jié)構(gòu)深寬比、側(cè)壁形狀、刻蝕速率的影響。證明了可以通過(guò)改變刻蝕劑與隔離劑的流動(dòng)參數(shù)

2、實(shí)現(xiàn)對(duì)成型微結(jié)構(gòu)形貌的控制。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明約束流動(dòng)刻蝕工藝可以在玻璃基體材料上加工出形態(tài)復(fù)雜、大深寬比的微結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)的形貌取決于微流道中流體的流速。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)于微尺度下分層流動(dòng)的特性研究有一定的參考價(jià)值，并可為解決各向同性材料的微結(jié)構(gòu)加工難題提供有效的解決方案。
　　 論文的主要內(nèi)容如下：
　　 第一章，綜述了微機(jī)電系統(tǒng)和微流控系統(tǒng)的相關(guān)背景知識(shí)，重點(diǎn)闡述了現(xiàn)有玻璃微流控芯片加工技術(shù)及其不足之處，提出了無(wú)掩膜流動(dòng)

3、刻蝕技術(shù)。
　　 第二章，闡述了無(wú)掩膜流動(dòng)刻蝕技術(shù)的原理，提出了利用PDMS微流道加工高深寬比玻璃微流道的方法。
　　 第三章，完善了基于SU-8膠的模具制備工藝和PDMS-玻璃微流控芯片的制作工藝。
　　 第四章，利用PDMS微流道對(duì)玻璃進(jìn)行約束刻蝕工藝實(shí)驗(yàn)。對(duì)微流道中流體流速與微結(jié)構(gòu)形貌之間的關(guān)系進(jìn)行了定量研究，并且分析了刻蝕成型微結(jié)構(gòu)形貌隨時(shí)間發(fā)展變化的規(guī)律。
　　 第五章，結(jié)論與展望。無(wú)掩膜流動(dòng)刻