3D Katkı Micromanufacturing için Micro-duvar

Bu prosedürün amacı, üç boyutlu eklemeli mikro imalat için mikro duvarcılık olarak adlandırılan transfer baskı tabanlı bir mikro montajı göstermektir. Bu, önce donör substratlar üzerine mürekkep adı verilen silikon veya altın mikro nesnelerin, desenli foto direnç destekçileri üzerine asılacak şekilde hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım, elastomerik bir mikro uç damgasını bir mürekkep üzerinde hassas bir şekilde hizalamak ve yapışkan bir temas alanı oluşturmak için damga üzerine önceden tanımlanmış bir kuvvet ön yükü uygulamaktır.

Arada, damga daha sonra mürekkebi almak için hızla geri çekildi. Daha sonra, damga ve alınan mürekkep, mürekkebin hedef alana nazikçe basıldığı bir alıcı alt tabakaya aktarılır. Küçük ön yükleme ile, damga daha sonra yavaşça geri çekilir ve mürekkep alıcı alt tabaka üzerinde bırakılır.

Son adım, basılı mürekkebi ve alt tabakayı kalıcı olarak yapıştırmak için alıcı alt tabakanın hızlı bir şekilde termal olarak kaplanmasıdır. Sonuç olarak, bu transfer baskı prosedürü, istenen bir 3D mikro yapı tamamlanana kadar tekrarlanır. Bu durumda, bir mikro çaydanlık, kabiliyetini göstermek için yalnızca mikro duvarcılık yoluyla üretilir.

Bu mikro duvar tekniğinin geleneksel monolitik mikrofabrikasyona göre en büyük avantajı, çocuklar Legolarla oynarken çok basit bir şekilde heterojen üç boyutlu mikro yapılar oluşturabilmesidir, aksi takdirde elde edilmesi çok zor olacaktır. Yöntemin görsel gösterimi, paralel adımları nedeniyle çok kritiktir. Bu tekniği görsel olarak gözlemlemek, izleyicilerin sahip olabileceği belirsizlikleri açıklığa kavuşturmalıdır: Bu prosedüre başlamak için.

Bir donör substrat üzerinde mürekkep üretimi için üç maske tasarlayın. Metin protokolünde detaylandırıldığı gibi: Üç mikronluk bir cihaz katmanına ve bir mikron kutu oksit katmanına sahip bir SOI gofret üzerinde, 30 saniye boyunca 3000 RPM'de AZ 5 2 14'e fotoğraf direnci. 1,5 mikronluk bir foto direnç kalınlığı elde etmek için, gofreti 110 santigrat derece sıcak bir plaka üzerinde bir dakika ısıtın ve maske hizalayıcı kullanarak, maske birini kullanarak açığa çıkarın ve reaktif bir IN aşındırma aleti modeli kullanarak MIF 3 2 7 geliştiricisini kullanarak geliştirin.

SOI gofretin cihaz katmanı ve foto direnç maskesini çıkarın. Bu adımdan sonra, kazınmış bölge kutu oksit tabakasını açığa çıkarmıştır. Daha sonra, fotoğraf dirençlerini daha önce döndürün ve maske iki ile desen yapın.

Ardından gofreti 125 santigrat derecede 90 saniye ısıtın Sıcak bir plaka üzerinde, açıkta kalan kutu oksit tabakasını aşındırmak için gofretleri 50 saniye boyunca %49 hidrojen florüre batırın. Tamamen kuruduktan sonra, maskeleme fotoğrafını çıkarın, tekrar döndürme kaplamasına direnin ve maske üç ile desenlendirin. Daha sonra gofreti sıcak bir plaka üzerinde 125 derecede ısıtın.

90 saniye sonra, gofreti 50 dakika boyunca %49 hidrojen florür içine daldırın. Bu adım, kalıp cihaz katmanı silikonunun altında kalan kutu oksit tabakasını aşındırır ve bu da asılı silikon ile sonuçlanır. Fotoğraftaki bireysel birimler direnir.

Bir sonraki adım, bir mikro uç damgası için kalıbı yapmak ve metin protokolünde açıklandığı gibi bir mikro uç damgasını çoğaltmaktır. Baskı işlemine başlamak için, verici alt tabakayı mikroskopla donatılmış motorlu, rotasyonel ve XY translasyon aşamalarına yerleştirin. Ardından mikro uç damgasını bağımsız bir dikey çeviri aşamasına ekleyin.

Donör substrat ve mikrouç damgası yüklendikten sonra, motorlu translasyon aşamalarını mikroskop altında çalıştırın. Translasyonel ve rotasyonel aşamaları kullanarak mikro uç damgasını donör substrat üzerindeki silikon mürekkeple hizalayın. Daha sonra, temas kurmak için mikro uç damgasını aşağı indirin.

İlk temastan sonra mikro uç damgasını yavaşça aşağı indirin, böylece küçük uçlar tamamen çöker ve tüm yüzey donör substrat üzerindeki silikon mürekkeple temas eder. Ardından, mikroçip damgası ile silikon mürekkep arasındaki geniş temas alanı nedeniyle ankrajları kırarak Z aşamasını hızla yükseltin. Silikon mürekkebini verici alt tabakadan almak ve mikro uç damgasına yapıştırmak için, alıcı alt tabakayı bir XY çeviri aşamasına yerleştirin ve alınan silikon mürekkebi, alınan silikon mürekkep alıcı alt tabaka ile zar zor temas edene kadar Z aşamasını göndermek için istenen konuma mikro uç damgasının altına hizalayın.

Temas ettikten sonra, silikon mürekkebi serbest bırakmak için Z aşamasını yavaşça kaldırın ve istenen yere yazdırın. Bir sonraki program, hızlı bir termal, 90 saniyede oda sıcaklığından 950 santigrat dereceye kadar döngü yapmak için diz çökmüş bir fırın. 10 dakika boyunca 950 santigrat derecede kalın ve ardından oda sıcaklığına soğutun.

Basılı alıcıyı, alt tabakayı, fırını bir ortam havası ortamına yerleştirin ve silikon silikon yapıştırma için 950 santigrat derecede 10 dakika diz çökün. Kabiliyetini göstermek için, bir mikro çaydanlık yalnızca mikro duvarcılık yoluyla üretilir. Bu optik mikroskobik görüntü, bir donör substrat üzerinde fabrikasyon silikon mürekkepleri ortaya çıkarır.

Tasarlanan mürekkepler, mikro demliğin yapı taşları olan tek kristal silikondan yapılmış farklı boyutlara sahip disklerdir. Bir donör substrat bağımsız olarak hazırlandıktan sonra, diskler bir alıcı substrat üzerine aktarılır ve bir mikro uç damgası kullanılarak katman katman diz çöktürülür. Mikro demliğin iç bölgesi, monte edilen her diskten görülebileceği gibi oyuktur.

Mikro mason yeniden işlemlerinin hassaslığı da transfer baskı ile test edilir ve diz çökme, oldukça zarif bir fotonik kristal trombosit fotonik yüzeyler nano baskı litografi ile desenlendirilir ve bir donör substrat üzerinde aktarılabilir mürekkepler olarak yapılır. Mürekkep tamamen hazırlandıktan sonra, fotonik kristal trombosit, 50 mikron kalınlığında dört silikon halka üzerine aktarılır ve gösterilen konfigürasyon gibi bir tablo oluşturur. İşte ince altın filmleri bir araya getirmek için benimsenen mikro duvar örnekleri.

Bu optik mikroskobik görüntü, bir donör substrat üzerinde hazırlanan 400 nanometre kalınlığındaki altın filmleri ortaya koymaktadır. Bu mürekkepler, baskıyı hem altın bir yüzeye hem de silikon bir yüzeye aktarmak için daha fazla işlenir ve test edilir. Bu videoyu izledikten sonra, mikro mason D kullanarak mikro yapıların nasıl monte edileceğini iyi anlamalı ve bu tekniği daha çekici üç boyutlu mikro cihaz yapıları oluşturmak için uygulayabilmelisiniz.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik, diğer sıralı mikro üretim işlemlerine kıyasla paralel işlem karakteri sayesinde genel üretim süresini azaltmalıdır. Otomatik transfer baskı süreçlerindeki yardımları için New Mattered ve Profesör Ferreira'ya ve UIUC'deki MNMS temiz odasındaki yardımları için Mickey Dki'ye teşekkür ederiz.