Pasos clave en la fabricación de moldes para dispositivos microfluídicos

Los dispositivos microfluídicos son cada vez más populares por su capacidad para manipular con precisión pequeñas cantidades de fluidos a través de canales estrechos, lo que resulta beneficioso en una serie de aplicaciones y campos científicos, como la biología, la química y la medicina. La mayoría de los dispositivos microfluídicos se basan en la fotolitografía estándar como técnica de microfabricación para modelar sustratos y procesar fotorresinas para la industria electrónica. Sin embargo, la litografía blanda es un complemento de la fotolitografía que puede procesar diversos materiales, como geles y polímeros.

Litografía blanda no es un método independiente de fabricación de dispositivos microfluídicos. Debe combinarse con otra técnica litográfica, que suele ser la fotolitografía o la litografía de haz electrónico, para crear el molde o el sello necesarios. En esta entrada de blog, examinamos los pasos clave para fabricar moldes de SU-8 para litografía blanda, que se utiliza para producir dispositivos microfluídicos.

Fabricación de moldes SU-8

En este post se analizará el proceso de fabricación de moldes de resina epoxi SU-8 con una oblea de silicio. Sin embargo, es importante mencionar que existen otros métodos y materiales disponibles, en función de las preferencias o la idoneidad. 

Preparación de obleas

Antes de añadir un fotorresistente SU-8 a una oblea, hay que preparar el agua. Esta etapa consiste en limpiar la oblea con acetona y calentarla para eliminar toda la humedad superficial. Tras calentar la oblea, la resina SU-8 debería conectar mejor con el sustrato.

Recubrimiento por rotación

Para crear el molde, es necesario crear una capa fotorresistente. El método más común para hacerlo es el revestimiento por rotación, que produce la capa uniforme necesaria sobre un sustrato. Se coloca un baño de fotorresistencia SU-8 en el centro del sustrato, que está sobre una plataforma giratoria. El grosor de la capa fotorresistente puede determinarse mediante la aceleración y la velocidad de rotación de la plataforma.

Cocción suave del fotorresistente

Una vez que la capa fotorresistente ha pasado por el proceso de recubrimiento por rotación, se utiliza el proceso de horneado suave para evaporar el disolvente y endurecer la capa fotorresistente SU-8. Este es el primero de los tres procesos de horneado que implica el revelado de un molde. Este es el primero de los tres procesos de horneado que intervienen en el desarrollo de un molde.

Alineación de fotomáscaras y exposición UV

Se alinea una fotomáscara con el sustrato para garantizar que se pueda crear el patrón correcto en la superficie. El SU-8 es un fotorresistente negativo, lo que significa que se endurecerá cuando se exponga a la luz UV, y la parte no expuesta se disolverá. 

Horneado post-exposición

El segundo proceso de horneado tiene lugar tras la exposición del sustrato a la luz UV. Los componentes fotoactivos se activan durante la exposición UV, pero se necesita energía para que la reacción siga desarrollándose. En el horneado posterior a la exposición, se produce esa energía necesaria que ayuda a desarrollar las propiedades mecánicas del sustrato.

Desarrollo

La oblea se sumerge en un disolvente para revelar el diseño estampado en el sustrato, así como para disolver las áreas de fotorresistencia que no se expusieron a la luz UV.

Horneado duro

La cocción dura es el tercer proceso de cocción en la fabricación de un molde SU-8 y se lleva a cabo para aumentar las propiedades mecánicas del sustrato y reducir las posibilidades de que el material se agriete. Cabe mencionar que esta etapa es opcional.

Comprobación de

Por último, debe comprobarse que el molde SU-8 acabado es adecuado para la aplicación prevista y cumple todos los requisitos reglamentarios. Esto suele realizarse con un microscopio, pero puede someterse a una observación adicional con un perfilador óptico o mecánico.

Tecnologías Platypus

Platypus Technologies ofrece una gama de servicios de fotolitografía y suministra fotorresistencias negativas y positivas (incluidas obleas SU-8) para diversas aplicaciones de la industria electrónica.

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