制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領域，尤其涉及一種制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法。
【背景技術】
[0002]微流控芯片技術是20世紀90年代發(fā)展起來的一種具有深遠的影響力的技術，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，微流控芯片已經(jīng)在生化分析領域得到了廣泛應用。目前，微流控芯片的制作材料主要有娃、玻璃、塑料、陶瓷和娃橡膠等，而環(huán)烯烴類聚合物(Cyclic OlefinCopolymer or Polymer,COC or COP)由于其機械性優(yōu)良、耐熱性好、化學性能穩(wěn)定、高光學透光率等特點，在微流控芯片的制作上更具有優(yōu)勢。
[0003]制作聚合物微流控芯片的方法主要有熱模壓、微機械加工法、注塑、激光燒蝕和LIGA技術等多種方法。其中熱模壓技術以其模壓材料更換方便、加工成型簡單、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點，成為極具應用潛力的加工技術。熱模壓技術中最關鍵的是模具的制造，傳統(tǒng)的模具主要包括硅模具、金屬模具和玻璃模具。其中硅模具的質(zhì)地較脆，在模壓中很容易破裂，因而使用壽命不長；而通過微機電加工工藝制備的金屬模具，工藝加工周期長，成本高，精度小，并且在其電鑄制備工藝中使用的環(huán)氧負性刻印膠與襯底的結(jié)合力差，在電鑄的過程中容易脫落，而且在電鑄后脫模時刻印膠難以去除徹底，容易對模具表面形成損傷；玻璃模具由于受限于玻璃加工工藝，不能制作較深的模具，且玻璃模具由于玻璃各向同性腐蝕的特點，很難精確的控制結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法，其利用聚二甲基硅氧烷作為熱模壓的模具，制做具有微納結(jié)構(gòu)的微流控芯片，所述制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法具有制作價格低廉、精度高、周期短、工序簡單且易于控制等優(yōu)點，滿足了使用要求。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法，其至少包括如下步驟:
[0006]制作硬質(zhì)模板，所述硬質(zhì)模板的一側(cè)形成第一壓印圖形；
[0007]在所述硬質(zhì)模板的第一壓印圖形一側(cè)涂覆液態(tài)聚二甲基硅氧烷，烘烤并固化所述液體聚二甲基硅氧烷得到聚二甲基硅氧烷，將固化的聚二甲基硅氧烷與所述硬質(zhì)模板分離，得到軟模板，所述軟模板具有與第一壓印圖形互補的第二壓印圖形；以及
[0008]在所述軟模板上對熱塑性材料進行熱壓印，從而得到具有第一壓印圖形的微流控
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[0009]其中，所述第一壓印圖形及第二壓印圖形包括微納結(jié)構(gòu)，所述微納結(jié)構(gòu)的尺寸大于等于50納米且小于等于I毫米。
[0010]其中，所述硬質(zhì)模板的制作方法包括:
[0011]提供襯底層；
[0012]在所述襯底層表面形成刻印層；以及
[0013]對所述刻印層進行刻蝕，形成第一壓印圖形，得到所述硬質(zhì)模板。
[0014]其中，所述刻印層的材料為光刻膠，所述襯底層的材料為硅，對所述刻印層進行蝕刻的方法為電子束刻蝕法、光刻法或濕法刻蝕法。
[0015]其中，在所述制作硬質(zhì)模板之后，還包括對所述硬質(zhì)模板進行硅烷化處理，以降低所述液態(tài)聚二甲基硅氧烷對所述硬質(zhì)模板的黏附性。
[0016]其中，所述液態(tài)聚二甲基硅氧烷由硅樹脂和固化劑混合并充分攪拌均勻后進行真空除氣泡處理獲得。
[0017]其中，所述固化劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0018]其中，所述真空除氣泡處理為，將充分攪拌后的硅樹脂和固化劑混合物置于真空箱中，抽真空后靜置。
[0019]其中，所述熱塑性材料為環(huán)烯烴類聚合物。
[0020]本發(fā)明實施例提供的制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法，在所述硬質(zhì)模板的刻印層上形成了微納尺寸的第一壓印圖形，并通過在所述硬質(zhì)模板的第一壓印圖形一側(cè)涂覆液態(tài)聚二甲基硅氧烷，烘烤并固化后獲得了具有與第一壓印圖形互補的第二壓印圖形的軟模板，最后在所述軟模板上對熱塑性材料進行熱壓印，從而得到具有第一壓印圖形的微流控芯片。本發(fā)明實施例提供的制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法，具有制作價格低廉、精度高、周期短、工序簡單、易于控制且可以快速批量制備等優(yōu)點，滿足了使用要求。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實施例提供的制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法的流程示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實施例提供的制作硬質(zhì)模板的示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明實施例提供的軟模板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明實施例提供的微流控芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是圖4所示的微流控芯片的局部顯微圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028]請一并參閱圖1及圖2，本發(fā)明實施例提供一種制作環(huán)烯烴類聚合物微流控芯片中微納結(jié)構(gòu)的軟壓印方法，其至少包括如下步驟。
[0029]S101，制作硬質(zhì)模板30，所述硬質(zhì)模板30的一側(cè)形成第一壓印圖形。
[0030]在本實施例中，所述硬質(zhì)模板30的制作方法包括如下步驟:
[0031]首先，提供襯底層10。其中，所述襯底層10可為硅片，其可為所述硬質(zhì)模板30提供支撐。
[0032]然后，在所述襯底層10表面形成刻印層20。其中，所述刻印層20可為光刻膠，所述光刻膠涂覆于所述襯底層10的一個側(cè)面上。
[0033]最后，對所述刻印層20進行刻蝕，形成第一壓印圖形，得到所述硬質(zhì)模板30。其中，對所述刻印層20進行蝕刻的方法為電子束刻蝕法、光刻法或濕法刻蝕法。在本發(fā)明的實施例中，可以采用光刻法中的光敏膠光刻、電子束刻寫或聚焦離子束直寫的方法在所述刻印層20上形成了所述第一壓印圖形。
[0034]S102，對所述硬質(zhì)模板30進行硅烷化處理。
[0035]請一并參閱圖3，由于制作軟模板40時需要將液體聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)涂覆于所述硬質(zhì)模板30上，為了降低所述液態(tài)PDMS對所述硬質(zhì)模板30黏附性，則需要對所述硬質(zhì)模板30表面進行硅烷化處理，具體為，將所述硬質(zhì)模板3