申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2022-10-10

公开（公告）日：2023-05-09

公开（公告）号：CN115555234B

主分类号：B05D7/24

分类号：B05D7/24;B05D1/04;B05D3/02;B05D3/06;B05D3/14;C08J7/12;C08J5/18;C08L83/04;B32B27/08;B32B27/28;B32B27/30;B32B33/00;B29C39/02;B29C33/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.09#授权;2023.01.20#实质审查的生效;2023.01.03#公开

摘要：本发明公开了一种基于近场电纺的纳米喷针制造方法，属于微机电研究领域。该方法通过采用近场电纺聚氧化乙烯溶液在硅片上获得纳米线条，然后以聚氧化乙烯纳米线条为掩膜，电感耦合等离子体刻蚀硅获得硅纳米凸模具；在硅纳米凸模具上，旋涂SU‑8胶紫外光刻出喷针微通道部分，形成硅‑SU‑8复合喷针模具；再通过PDMS浇筑，即可获得未键合PDMS喷针；最后通过氧等离子体键合将未键合PDMS喷针与盖板键合，获得PDMS聚合物喷针。本发明工艺简单，成本低，生产效率高并且易于实现。

主权项：1.一种基于近场电纺制造100nm以下聚合物喷针的方法，包括三部分：硅纳米模具制造、硅-SU-8复合喷针模具制造和聚合物纳米喷针制造；第一步，制造硅纳米模具，包括步骤（1）和（2）；（1）利用近场电纺在硅片上制造聚氧化乙烯（PEO）纳米线条对近场电纺基底硅片依次使用丙酮、乙醇和去离子水清洗；采用不锈钢喷针进行电纺；连续调控电压在180~420V变化，获得间距为10~30μm的纳米级PEO阵列线条；（2）利用电感耦合等离子体硅刻蚀方法获得硅纳米凸模具在步骤（1）获得的硅片上进行电感耦合等离子体刻蚀，将PEO纳米线条转移至硅基底；刻蚀完成后，放置在去离子水中浸泡5min去除残留的PEO；完成后放置在120℃的热板上烘干得到硅纳米凸模具；第二步，制造硅-SU-8复合喷针凸模具，包括步骤（3）；（3）紫外光刻SU-8胶获得硅-SU-8复合喷针凸模具在步骤（2）获得的硅纳米凸模具上进行氧等离子体处理以提高其与SU-8胶的结合力，处理参数为20W，20s；处理完成后旋涂一层40~50μm厚的SU-8胶；完成后，对SU-8胶4进行阶梯前烘固化，即65℃时烘30min，70℃时烘10min，75℃时烘10min，80℃时烘10min，最后在85℃烘30min；烘干后，采用含有喷针微通道图形的掩膜版进行紫外曝光，曝光剂量为528~650mJcm2；曝光后放置在85℃的热板后烘2min；后烘完成后，在SU-8胶显影液中显影70~80s，获得喷针的微米通道；硅纳米凸台与SU-8微通道凸台的联通构成硅-SU-8复合喷针模具；第三步，聚合物纳米喷针制造，包括步骤（4）和（5）；（4）浇筑获得PDMS喷针将1~2mL三甲基氯硅烷TMCS放入干燥塔中，静置3~5min，使干燥塔内充满TMCS蒸汽；将步骤（3）获得的硅-SU-8复合喷针模具放入干燥塔内20~40min进行TMCS处理，以形成PDMS反粘层；完成后，将体积比为4:1~12:1的PDMS和固化剂混合后倒入到喷针模具上，置于压力为10Pa的真空箱中抽真空1h以保证液态PDMS完全地填充在喷针模具上；然后，将带有PDMS的喷针模具放置到65℃的烘箱中4h以固化；最后，将烘干的PDMS从喷针模具中缓慢剥离获得未键合的PDMS喷针；（5）氧等离子体键合封装PDMS喷针将比例为10:1的PDMS和固化剂混合后浇筑在PMMA平基底上，并放置在85℃的烘箱中2h以固化，固化后获得PDMS平盖板；对平盖板采用1mm打孔器打出储液池的孔；然后对步骤（4）获得的PDMS喷针和打完孔的平盖板进行氧等离子体处理，处理功率为15W,处理时间为15~25s；处理完成的将PDMS在常温下贴合，镊子轻轻按压键合，完成PDMS聚合物喷针的封装与制造。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种基于近场电纺制造100nm以下聚合物喷针的方法

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