micropunching 리소그래피 방식이 생성하는 마이크로와 submicron 패턴 위, 측벽 및 폴리머 기판의 바닥 표면을 개발하고 있습니다. 그것은 patterning이 폴리머를 실시하고 측벽 패턴을 생성하는 장애물을 극복. 이 방법은 여러 기능의 신속한 제조가 가능하며 적극적인 화학 무료입니다.
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이 논문에서
요약
초록
실시 폴리머는 1977 1 도핑된 polyacetylene 높은 전도성의 발견 이후 큰 주목을 받고있다. 그들은 낮은 중량, 특성에 맞게 조정하고 쉽게 응용 프로그램을 2,3의 다양한 스펙트럼의 장점을 제공합니다. 이러한 자료 4 작업할 때 환경 조건에 폴리머를 수행 감도로 인해 (예 : 공기, 산소, 습기, 고온 및 화학 솔루션), 리소그래피 기술은 중요한 기술적인 과제를 제시. 예를 들어, 울트라 바이올렛 (UV)와 같은 현재의 photolithographic 방법은, 이러한 방법의 습식 및 / 또는 드라이 에칭 프로세스의 개입으로 인해 patterning 실시 폴리머하기에 적합합니다. 또한, 현재의 마이크로 / nanosystems는 주로 평면 형태로 5,6있다. 구조의 한 계층은 조작 기능의 또 다른 레이어의 상단 표면에 내장되어 있습니다. 이러한 구조의 여러 레이어에 여러 장치를 형성하기 위해 함께 정렬됩니다일반적인 기판. microstructures의 측벽 표면은 건설 장비에 사용되지 않았습니다. 한편, 측벽 패턴이 수정 유체 채널 및 나노 와이어와 나노튜브를 직접 수평 성장을 3 차원 회로를 구축하는 데 예를 들어, 사용될 수 있습니다.
macropunching 방법은 수백 년 동안 판금의 macropatterns를 만드는 제조 산업에 적용되었습니다. 이 방법에 의해 동기, 우리는 고분자를 실시하고 측벽 패턴을 생성 patterning의 장애물을 극복하기 micropunching 리소그래피 방법 (MPL)를 개발했습니다. 및 (ii) 본 그림은 (i) 절단 : macropunching 방법과 마찬가지로, MPL은 또한 두 작업 (그림 1)가 포함되어 있습니다. "절단"작업 패턴 셋 전도 폴리머 4, polypyrrole (PPy), 폴리 (3,4 - ethylenedioxythiophen) - 폴리 (4 styrenesulphonate) (PEDOT)과 polyaniline (PANI)에 적용되었다. 또한 알루미늄 microstructures에게 7 만드는 고용되었다. 폴리머를 수행 가공 microstructures은 습도가 8, 화학 8, 포도당 센서를 9로 사용되었습니다. 알 및 실시 폴리머의 결합 microstructures은 콘덴서 및 각종 heterojunctions 9,10,11를 조작하기 위해 고용되었다. "절단"수술은 또 100과 같은 submicron - 패턴을 생성하기 위해 적용되었다 -와 500 nm의 범위 PPy 라인뿐만 아니라, 100-nm의 범위의 Au 와이어. "그림"수술은 두 개의 애플 리케이션을 위해 고용되었다 :는 (i) 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 3D 마이크로 12,13,14 구축에 사용될 수있는 채널에의 Au 측벽 패턴을 생산하고, (ii) 본 polydimethylsiloxane (PDMS) micropillars를 조작 HDPE 기판에 채널 15 연락처 각도를 높일 수 있습니다.
프로토콜
MPL의 A. 회로도
macropunching 방법은 "절단"와 "그림"작업을 포함합니다. "절단"수술은 날카로운 볼록 구조의 금형을 채택하고 세 가지 기본 단계 (그림 1 (A1-A3)을) 포함한다. 첫째, 딱딱한 기판 (그림 1 (A1))에 금속판을 배치. 둘째, 높은 강제로 신체 접촉시 금형과 기판을 가지고. (그림 1 (A2)이 두 번째 단계 동안, 직접 볼록 금형 구조 아래에있는 금속 부분을 먼저 볼록 금형 구조에 의해 인근 금속 단절되고, 다음 기판의 오목한 패턴의 하단 아래로 밀려 ). 마지막으로, 강판 patterning (그림 1 (A3)을) 완료 몰드와 기판을 분리. "그림"수술은 유사한 제조 공정을 사용합니다. 그러나 왕복 깨끗 볼록 구조의 금형 (그림 1 (B1)를) 채택. 또한,적용된 삽입 력과 속도는 "절단"수술에 그들의 대응보다 훨씬 작고 낮은 있습니다. 이러한 차이는 볼록 구조 하에서 시트 금속 부분에 존재하는 응력을 낮춥니다. 따라서, 금속판의이 부분 막 밀고 있지만 (그림 1 (B2-B3)) "그림"수술에 차단되지 않습니다.
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토론
문제 해결 정보 : "절단"작업을 사용하여 고분자와 금속을 수행 단일 및 다중 레이어 micropatterns의 생성에 관한 중요 사항 : (1) 엠보싱의 온도는 최적의 결과를 생성하는 중간 PMMA 계층의 유동성을 보장합니다. 그것은 범위의 하한선에서 시작하고 원하는 결과가 달성되지 않은 경우 점차 온도를 높이는 것이 좋습니다. 너무 높은 온도는 화학 물질 및 / 또는 전기적 특성을 변경하려면 전도 폴리머 레이어를 일으킬 수 있습니다. 각인 력이 너무 높으면 (2), 그것은시 금형이 엠보싱 동안 자극이 발생할 수 있으며, 낮은 힘 반면 절단되지 않을 수 있습니다 부적 절한 금형 충전 및 폴리머 레이어가 발생할 수 있습니다. (3) 엠보싱 기계는 기판이 설정 온도 값을 획득하였습니다 후에만 각인 시작하도록 프로그래밍해야합니다. (4) 인쇄물의 프로필은 힘, 온도 및 금형 inse을 각인, 기능의 크기에 따라 다릅니다RT 시간, 그리고 더 둥근 것과 날카로운 가장자리를 한 사이에 .......
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공개 사항
관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
감사의 글
이 작품은 NSFDMI-0508454, NSF / LEQSF (2006) - Pfund-53, NSF-CMMI-0811888, 그리고 NSF-CMMI-0900595 보조금을 통해 부분적으로 지원되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
| PMMA | 시그마 - 올드 리치 (주) | 495C9 | 용매는 cholorobenzene입니다. 적절한 환기와 퓸 후드 아래 PMMA 솔루션을 취급하고 있습니다. 증기를 호흡하지 마십시오. 안전 취급 지침은 MSDS를 참조하십시오. |
| PPy | 시그마 - 올드 리치 (주) | - | 물에 무게 약 5 %. 로 사용할 받았습니다. |
| PEDOT-PSS | HC Starck (주) | V4 Baytron P HC | 용매 독점적. 로 사용할 받았습니다. |
| SPANI | 시그마 - 올드 리치 (주) | - | 수용성 형태. 로 사용할 받았습니다. |
| 핫 엠보싱 기계 | JenoptikMikrotechnik (주) | HEX 01/LT | |
| 기계를 스퍼터 | Cressington (주) | 208HR | |
| 악의없는 거짓말 기계 | 자이스 혈구 (주) | 악의없는 거짓말 대들보 1,540 XB | |
| 스핀 coater | 전진 Reseach (주) | PWM32-PS-R790의 스피너 시스템 | |
| RIE 기계 | 학술적 MicroRIE (주) | - | |
| 포토 레지스트 | 쉬플리 (주) | S1813 | |
| PDMS | 다우 코닝 | Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 키트 | |
| HDPE 시트 | 미국 플라스틱은 통합 | - | |
| PMMA 시트 | Cyro (주) | - | |
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| 유리 micropipettes | FHC (주) | 30-30-1 | |
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| 가습기 | Vicks (주) | 필터 무료 가습기 |
참고문헌
- Menon, R. Conducting polymers: Nobel Prize in Chemistry, 2000. Current Science. 79, 1632(2000).
- Inzelt, G., Pineri, M., Schultze, J. W., Vorotyntsev, M. A. Electron and proton conducting polymers: recent developments and prospects. Electrochimica Acta. 45....
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