1 단계 접근입니다 미세 채널 순차적 습식된 에칭 프로세스에 의해 다른 형상 섹션의 조작

미세 기술 다양 한 생물 의학 및 화학 연구 및 응용 프로그램에 대 한 그들의 고유한 이점 때문에 지난 수 십년 동안 관심을 모으고 있다. 미세 칩을 생성 하기 위한 여러 가지 소재 사용 옵션 요즘, 고분자, 세라믹, 및 실리콘 재료 등 사용할 수 있습니다. 우리의 지식, 미세 재료 중의 최고를 PDMS 다양 한 마이크로 연구와 입자, 그것의 광학 및 생물학 호환성을 포함 한 응용 프로그램에 대 한 적절 한 소재 속성 때문에 가장 일반적인 것은 체액, 그리고 매우 작은 생물^1,2,3,,45. 또한, PDMS 재료의 표면 화학 및 구조 기계적 특성 같은 고분자 기반 미세 장치^10, 를 적용 하 여 microelectromechanical 및 mechanobiological 연구를 촉진 하기 위하여 조정 될 수 있다 ^11,12. 설계 된 채널 패턴 미세 소자의 제조에 관한 소프트 리소 그래피 복제 성형 방법 일반적으로의 구성 되는 그들의 해당 마스터 금형을 이용 하 여 미세 채널을 만드는 데 적용 됩니다. 포토 리소 그래피 패턴 감광 레이어 및 실리콘 웨이퍼 기판¹² 성형 포토 레지스트 패턴화 층으로 실리콘 웨이퍼를 사용 하 여 접근의 특성으로 인하여 미세 채널 일반적으로 직사각형 모양 동일한 높이 일반 크로스 단면도 있다.

최근에, 연구는 상당한 진전이 거래, 예를 들어 생물 의학 연구, 정렬 입자 및 hydrophoresis를 사용 하 여, 혈액 플라스마 분리 및 채널 미세 칩을 적용 하 여 백혈구 세포를 풍부 하 게 셀 서로 다른 높이 또는 기하학적 섹션^6,7,,89. 이러한 정렬 및 마이크로 생물 의학 응용 프로그램의 기능을 분리 채널 다른 기하학적 섹션을 사용자 지정 하 여 실현 됩니다. 여러 연구 다양 한 높이 또는 비 직사각형 횡단면의 특정 표면 패턴 마스터 금형을 날조 하 여 다른 기하학 특징의 횡단면으로 미세 채널 제조에 헌신 했습니다. 금형 제조에 이러한 연구 다단계 포토 리소 그래피, 포토 레지스트 리플로우, 그리고 그레이 스케일 리소 그래피^13,,1415같은 기술을 포함합니다. 필연적으로, 기존 기술이 포함 가늘게 만들어진된 포토 또는 실질적으로 미세 채널의 해당 제조의 복잡성 수준을 향상 시킬 수 있는 여러 단계의 제조 공정에서 정확 하 게 정렬. 지금까지 미세 채널 다양 한 섹션에 대 한 단일 단계 제조 프로세스에 대 한 여러 번 시도 하지만 해당 기술 채널¹⁶의 특정 횡단면 모양에 매우 제한 됩니다.

지난 2 년간 PDMS 날조를 위한 성형 방법 이외에 다양 한 섹션, 기하학적 특징을 가진 PDMS 채널 패턴 기법 에칭 미세 채널 되고있다의 다양 한 선택의 제조 미세 응용 프로그램입니다. 예를 들어, PDMS 습식된 에칭은 다층 PDMS 마이크로 재구성된 기관 수준 폐 기능¹⁷의 공기 작동 식 개폐 셀 문화 장치를 건설 하기 위한 결합 함께 악용 됩니다. PDMS 습식 에칭 기술은 PDMS 캐스팅 3D PDMS 미세 바늘 어레이¹⁸날조를 위한 컴퓨터 제어 시스템에 의해 가공 하는 원통형 microwells에 함께 적용 됩니다. PDMS 드라이 에칭은 마이크로 전기 기계 액추에이터^19,20의 부분으로 PDMS 마이크로 구조를 확인 하는 데 사용 됩니다. 다공성 PDMS 막 설계 공 레이아웃은 또한 드라이 에칭 프로세스²¹를 통해 조작 됩니다. 습식 및 건식 에칭 기술을 지정 된 기 하 도형²²PDMS 영화 패턴에 통합 될 수 있습니다.

그러나, PDMS 위한 에칭 기술 채널 구조 모양 적용 되지 않은 일반적으로 미세 제조에 그들의 본질적인 제한 때문에 복잡 한 섹션. 첫째, 다양 한 섹션의 미세 채널을 만들기 위한 화학 물질의 층 류 흐름을 활용 하 여 PDMS 습식된 에칭의 기술을 설립 되어, 이후 채널 섹션 형성은 여전히 제한 기본 특성 때문에 등방성 화학 에칭의²³를 처리합니다. 또한, PDMS 드라이 에칭 기법²⁰를 사용 하 여 마이크로 제조에 채널 섹션 형상 제어 하기 위한 합리적인 공간을 것 같다, 비록 필요한 에칭 시간 일반적으로 너무 깁니다 조건 (시간) 수 미세 칩 제조를 위한 실용입니다. 또한, PDMS 자료와 해당 마스크 에칭 선택도 포토 레지스트 층은 일반적으로 낮은 수 있습니다 및 채널에 대 한 결과 에칭된 깊이 없습니다, 따라서, 허용²⁰.

이 문서에서 우리는 PDMS 순차적 습식된 에칭 프로세스 (SWEP 라 함)에 의해 다른 형상 횡단면의 미세 채널을 조작 하는 1 단계 접근 방식을 개발 한다. SWEP 단일 레이어 채널 PDMS 미세 장치로 시작 합니다. 채널의 여러 레이아웃 디자인, 다양 한 종류의 다른 기하학적 섹션 미세 채널 제조는 순차적 에칭 프로세스를 통해 얻을 수 있습니다. 순차 에칭만 PDMS 자료에 포함 된 계획된 단일 레이어 레이아웃의 특정 채널에 도입 되는 현상을 필요 합니다. 기존의 PDMS 제조 프로세스에 비해는 SWEP 그냥 사각형이 아닌 섹션의 미세 채널 조작 하 한 추가 단계 또는 다양 한 높이 필요 합니다. 제안 된 SWEP 크게 앞서 언급 한 방법에 있는 프로세스를 단순화할 수 있는 흐름 방향에 따라 다양 한 섹션으로 미세 채널 날조의 간단 하 고 간단한 방법을 제공 합니다.