设计和开发用于制造多层微流体设备的三维打印显微镜面膜对齐适配器

此协议意义重大，因为它允许生成一个经济高效且易于使用的平台，从而有助于生产精确的多层微流体主模具。该技术的主要优点是，它只需要使用3D打印平台和标准实验室设备，通常发现在实验室生产微流体设备。此协议的视觉演示对于演示如何定制和使用 3D 打印显微镜面罩对齐适配器至关重要。

获取可用紫外线发射系统的托盘尺寸，作为晶圆支架尺寸的上界面。测量内圆形边缘的直径、紫外线发射系统托盘的内部高度、托盘的总宽度和长度。使用计算机设计应用程序，应用这些尺寸定制晶圆支架，以适应紫外线发射系统托盘。

测量螺丝和螺丝在可用直立显微镜阶段的长度，该阶段将滑动支架保持到位。使用计算机设计应用程序，应用这些尺寸定制磁架，以适应可用的显微镜，使MMAA轻松而精确地固定在显微镜上。使用四英寸硅晶片与您适当的照片电阻创建主模具的第一层，确保厚度大于后续层，以便轻松识别对齐标记。

使用浅色标记笔为第一层的对齐标记着色，标记四面。使用照片电阻制造商的说明，通过将照片电阻旋转涂层到晶圆上并执行软烘烤，启动主模具的第二层。将涂层晶圆插入 MMAA 的晶圆支架，然后使用胶带将涂层晶圆固定到 MMAA 上。

使用磁性显微镜紧固件将晶圆支架连接到可用的直立显微镜上。使用显微镜阶段的 X 和 Y 方向旋钮移动 MMAA 的位置，直到通过显微镜镜头查看晶圆上的彩色对齐标记之一。将晶圆支架从显微镜阶段移开，将第二层照片面罩插入涂层晶圆顶部的晶圆支架中。

确保通过照片面膜上的对齐标记部分看到第一层的彩色对齐标记，并确保照片面膜的直边缘与硅晶圆的直边缘叠加。将晶圆支架固定在显微镜台上，然后用胶带将照片面罩连接到剪刀升降机的侧切口之一。使用剪刀升降机调整照片面膜的 Z 方向位置，直到它位于涂层晶圆的正上方。

在保持照片面罩静止的同时，通过显微镜镜头查看，使用显微镜阶段的 X 和 Y 方向旋钮识别照片面罩对齐标记下方的第一层彩色对齐标记，以移动 MMAA 的位置。调整 MMAA 的位置，直到照片面罩上的对齐标记与第一层的彩色对齐标记叠加。小心地对照片面膜施加轻微的力，并使用胶带将照片面膜固定在涂层晶圆的顶部。

将照片面罩从剪刀升降机中分离，并确保照片面罩上的所有四个对齐标记与第一层的四个对齐标记一致。对齐后，小心地将晶圆支架从显微镜台分离。将玻璃顶板插入晶圆和照片面罩顶部，以缩小两块之间的间隙。

将整个晶圆支架放入可用的紫外线照射系统，并执行第二层的曝光。从紫外线光照射系统中取出晶圆支架，然后从晶圆支架上取下涂层晶圆，将照片面罩从晶圆中分离。按照照片电阻制造商的指示完成第二层的烘烤后和开发。

检索主模具并将其放置在直立显微镜的舞台上，以确定第一层和第二层之间的间隙距离。测量第二层从微通道结构上的第一层移动和错位的距离。使用直立显微镜确定 PDMS 芯片是否包含直线清晰设备边缘的通道壁。

此外，检查 PDMS 芯片是否有可能妨碍设备功能的缺陷。通过优化和使用 MMAA，制造了具有最小对齐误差的多层主模具。此系统和描述的协议用于将照片面罩上的标记与主模具初始层上的标记对齐。

双层SU-8主模具为具有鱼骨图案的微流体装置，经过制造，显示两层之间的间隙距离小于5微米。然后，两层主模具用于制造PDMS微芯片。扫描电子显微镜图像显示，具有鱼骨图案的微流体设备包含清晰的边缘、直通道壁和对齐良好的层，这对适当的设备功能至关重要。

此外，还使用 MMAA 创建了具有简单圆形特征的四层主模具，以显示多层主模具的成功对齐。Profilometer 数据证实了主模具的四个不同层。在对齐第一层和第二层的对齐标记并将照片面罩固定到涂层晶圆时，保持耐心并缓慢工作非常重要。

此过程可用于生产许多不同的多层主模具，使来自小型实验室的研究人员能够探索更复杂的微流体设备设计。