一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及到微流控芯片技术领域，尤其涉及到一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法。本发明专利技术所涉及的一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法即能克服硅模具的较脆、使用寿命不长及制备工艺时间较长等缺点，又能克服UV-LIGA工艺制备的金属模具中工艺长、成本高的缺陷。该方法制备聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的工艺简单，成本低，容易操作，而且制备出的聚二甲基硅氧烷多孔薄膜具有高弹性、气体通透性和疏水性，特别适用于微流控芯片中研究；此外，该方法制备出的聚二甲基硅氧烷多孔薄膜上具有微纳米尺度的多孔结构，可以大大提高聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到微流控芯片
，尤其涉及到一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法。
技术介绍
聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)，是一种高分子有机硅化合物。由于该材料具有优异的光学通透性、气体通透性、弹性以及生物兼容性，成为工业、医疗、化学等领域最广泛使用的硅为基础的有机聚合物材料，例如可用于生物微机电中的微流道系统、润滑剂等等。近年来，PDMS材料被广泛应用于微流控芯片领域。近年来，随着微加工技术的进步和生化分析等领域的发展，微流控芯片的研究得到了广泛重视。常规工艺主要采用硅、玻璃等作为微流控芯片的基体材料，与此相比，在应用上热塑性聚合物材料与生物体兼容性更好，并且种类很多，可以选择具有不同物理、化学性质的材料制作芯片，满足不同的生化检测和分离的要求。同时在工艺上热塑性聚合物材料具有制作精度高、复制效果好、加工成型方便、价格低廉、适于大规模批量生产等优点，因而成为研究的热点。目前，制作聚合物微流控芯片的加工方法主要有模压、注塑、激光烧蚀和LIGA技术等，而模压技术由于模压材料更换方便，加工成型简单，生产周期短，模具利用率高，已成为了一种极具商业应用潜力的加工方法。传统的模压技术主要采用硅、金属模具等。硅模具加工主要采用湿法刻蚀，工艺时间较长，同时结构的深宽比也受到限制，而且硅模具较脆，使用寿命不长。用UV-LIGA工艺制备的金属模具，可以得到侧壁垂直、深宽比高的图形，且金属模具强度高，韧性好，使用寿命长。缺点是该工艺加工周期长，成本高。因此，为了解决以上技术问题，有必要将现有设计进行改良，设计了一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，该方法即能克服硅模具的较脆、使用寿命不长及制备工艺时间较长等缺点，又能克服UV-LIGA工艺制备的金属模具中工艺长、成本高的缺陷。该方法制备聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的工艺简单，成本低，容易操作，而且制备出的聚二甲基硅氧烷多孔薄膜具有高弹性、气体通透性和疏水性，特别适用于微流控芯片中研究；此外，该方法制备出的聚二甲基硅氧烷多孔薄膜上具有微纳米尺度的多孔结构，可以大大提高聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的应用范围。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，其特征在于其步骤为：（1）多孔薄膜模板的制备，首先在硅片上按照需要制备出的多孔薄膜的的形状，先旋涂光刻胶，形成光刻胶薄膜，然后通过带有多孔结构的掩模版进行光刻及后续的显影工艺，显影后用异丙醇清洗，氮气吹干，最后利用刻蚀技术按照光刻痕迹在硅片上根据多孔薄膜的厚度刻蚀，制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板备用；（2）聚二甲基硅氧烷填充剂的制备，在聚二甲基硅氧烷中加入固化剂和稀释剂后搅拌均匀后备用，其中二甲基硅氧烷、固化剂和稀释剂的重量比为1:1:1—25:1:1；（3）聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备，在步骤（1）中制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板上盖上具有至少两个孔洞的玻璃盖，其中有一个孔洞连接真空泵，剩余的孔洞连接注射器，注射器内装有步骤（2）搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂，注射器将搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂填充到多孔薄膜模板上，保持真空状态10分钟-30分钟，在温度为80℃-150℃的环境中固化1小时-4小时，然后常温下自然冷却，即制备出聚二甲基硅氧烷多孔薄膜。优选的所述聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的厚度为20-200μm。优选的所述步骤（1）中的硅片可以由玻璃片、陶瓷片或者蓝宝石片取代。优选的所述步骤（3）中的玻璃盖可以由蓝宝石盖取代。优选的所述步骤（2）中的稀释剂为硅油。优选的所述步骤（2）中的稀释剂为硅油DC244。本专利技术所涉及的一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，该方法即能克服硅模具的较脆、使用寿命不长及制备工艺时间较长等缺点，又能克服UV-LIGA工艺制备的金属模具中工艺长、成本高的缺陷。该方法制备聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的工艺简单，成本低，容易操作，而且制备出的聚二甲基硅氧烷多孔薄膜具有高弹性、气体通透性和疏水性，特别适用于微流控芯片中研究；此外，该方法制备出的聚二甲基硅氧烷多孔薄膜上具有微纳米尺度的多孔结构，可以大大提高聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的应用范围。具体实施方式现在给出本专利技术的具体实施例子，以对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施例一，一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，其步骤为：（1）多孔薄膜模板的制备，首先在硅片上按照需要制备出的多孔薄膜的的形状，先旋涂光刻胶，形成光刻胶薄膜，然后通过带有多孔结构的掩模版进行光刻及后续的显影工艺，显影后用异丙醇清洗，氮气吹干，最后利用刻蚀技术按照光刻痕迹在硅片上根据多孔薄膜的厚度刻蚀，制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板备用；（2）聚二甲基硅氧烷填充剂的制备，在聚二甲基硅氧烷中加入固化剂和硅油后搅拌均匀后备用，其中二甲基硅氧烷、固化剂和稀释剂的重量比为1:1:1；（3）聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备，在步骤（1）中制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板上盖上具有三个孔洞的玻璃盖，其中有一个孔洞连接真空泵，剩余的两个孔洞连接注射器，注射器内装有步骤（2）搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂，注射器将搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂填充到多孔薄膜模板上，保持真空状态10分钟，在温度为80℃的环境中固化1小时，然后常温下自然冷却，即制备出聚二甲基硅氧烷多孔薄膜。优选的所述聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的厚度为20μm。具体实施例二，一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，其步骤为：（1）多孔薄膜模板的制备，首先在硅片上按照需要制备出的多孔薄膜的的形状，先旋涂光刻胶，形成光刻胶薄膜，然后通过带有多孔结构的掩模版进行光刻及后续的显影工艺，显影后用异丙醇清洗，氮气吹干，最后利用刻蚀技术按照光刻痕迹在硅片上根据多孔薄膜的厚度刻蚀，制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板备用；（2）聚二甲基硅氧烷填充剂的制备，在聚二甲基硅氧烷中加入固化剂和硅油DC244后搅拌均匀后备用，其中二甲基硅氧烷、固化剂和稀释剂的重量比为13:1:1；（3）聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备，在步骤（1）中制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板上盖上具有两个孔洞的蓝宝石盖，其中有一个孔洞连接真空泵，另一个孔洞连接注射器，注射器内装有步骤（2）搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂，注射器将搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂填充到多孔薄膜模板上，保持真空状态20分钟，在温度为110℃的环境中固化2.5小时，然后常温下自然冷却，即制备出聚二甲基硅氧烷多孔薄膜。优选的所述聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的厚度为120μm。具体实施例三，一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，其特征在于其步骤为：（1）多孔薄膜模板的制备，首先在硅片上按照需要制备出的多孔薄膜的的形状，先旋涂光刻胶，形成光刻胶薄膜，然后通过带有多孔结构的掩模版进行光刻及后续的显影工艺，显影后用异丙醇清洗，氮气吹干，最后利用刻蚀技术按照光刻痕迹在硅片上根据多孔薄膜的厚度刻蚀，制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板备用；（2）聚二甲基硅氧烷填充剂的制备，在聚二甲基硅氧烷中加入固化剂和硅油后搅拌均匀后备用，其中二甲基硅氧烷、固化剂和稀释剂的重量比为25:1:1；（3）聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备，在步骤（1）中制备好具有微纳图形的多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，其特征在于其步骤为：        （1）多孔薄膜模板的制备，首先在硅片上按照需要制备出的多孔薄膜的的形状，先旋涂光刻胶，形成光刻胶薄膜，然后通过带有多孔结构的掩模版进行光刻及后续的显影工艺，显影后用异丙醇清洗，氮气吹干，最后利用刻蚀技术按照光刻痕迹在硅片上根据多孔薄膜的厚度刻蚀，制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板备用；（2）聚二甲基硅氧烷填充剂的制备，在聚二甲基硅氧烷中加入固化剂和稀释剂后搅拌均匀后备用，其中二甲基硅氧烷、固化剂和稀释剂的重量比为1:1:1—25:1:1；（3）聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备，在步骤（1）中制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板上盖上具有至少两个孔洞的玻璃盖，其中有一个孔洞连接真空泵，剩余的孔洞连接注射器，注射器内装有步骤（2）搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂，注射器将搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂填充到多孔薄膜模板上，保持真空状态10分钟‑30分钟，在温度为80℃‑150℃的环境中固化1小时‑4小时，然后常温下自然冷却，即制备出聚二甲基硅氧烷多孔薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备方法，其特征在于其步骤为：（1）多孔薄膜模板的制备，首先在硅片上按照需要制备出的多孔薄膜的的形状，先旋涂光刻胶，形成光刻胶薄膜，然后通过带有多孔结构的掩模版进行光刻及后续的显影工艺，显影后用异丙醇清洗，氮气吹干，最后利用刻蚀技术按照光刻痕迹在硅片上根据多孔薄膜的厚度刻蚀，制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板备用；（2）聚二甲基硅氧烷填充剂的制备，在聚二甲基硅氧烷中加入固化剂和稀释剂后搅拌均匀后备用，其中二甲基硅氧烷、固化剂和稀释剂的重量比为1:1:1—25:1:1；（3）聚二甲基硅氧烷多孔薄膜的制备，在步骤（1）中制备好具有微纳图形的多孔薄膜模板上盖上具有至少两个孔洞的玻璃盖，其中有一个孔洞连接真空泵，剩余的孔洞连接注射器，注射器内装有步骤（2）搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂，注射器将搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷填充剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云翔，
申请(专利权)人：苏州锐材半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32