光刻

In this paper, we newly propose a microarm which has a bionic joint for medical application, especially for minimally invasive surgery. The novel design of bionic joint has a characteristic of the stiffness anisotropy of insect legs, and comprised of several materials which have different stiffness characteristics. The advantages of proposed joint are as follows: (1) small, (2) flexible, (3) simple mechanism fabricated by stacking microassembly process, and (4) biocompatible.

The emphasis of this paper lies in the fabrication of a three-layer polydimethylsiloxane chip for micro liquid sample operation. In this paper, the microchannels with a rectangular control layer cross section are fabricated based on a dry-film negative photoresist mold, while the microchannels with a rounded liquid layer cross section are fabricated by a positive photoresist reflow mold. The relationships between temperature and the time of reflow and the arc level of the liquid layer mold are discussed.

摘要\n微井因其使用方便而成为众多生物应用的热门捕获平台，3D形状的微井，如简单的2D剖面以外的圆锥形井，因其优越的3D癌症球体形成能力而备受关注。然而，制造这种锥形微阱需要复杂的制造工艺、繁琐的工艺和专门的设备。在此，我们发展了一种简单的单步制作技术，可以制作具有锥形底部的微阱。该方法通过光刻过程中的非均相聚合，在PDMS (聚二甲基硅氧烷)微流控通道中，在玻璃基底上形成聚乙二醇二丙烯酸酯锥形微阱。这种非圆柱状的形状是通过紫外线照射形成的，并在冲洗步骤中通过从PDMS微流控通道中去除多馀的未聚合单体而进一步发展。结合非均匀的光聚合反应，这种洗涤过程产生了具有三维锥形形态的微阱，提供了形状和均匀性的控制。值得注意的是，该技术允许对微阱表面形貌进行额外的控制，即褶皱和光滑的表面。最后，考察了乙醇流量对孔径的影响。

微阱因其使用方便而成为许多生物应用的热门捕获平台。3D形状的微井，如简单的2D剖面以外的锥形井，由于其形成3D癌球体的优良能力而受到了极大的关注。然而，制造这种锥形微阱需要复杂的制造工艺、繁琐的工艺和专门的设备。本文提出了一种简单、单步制备锥形微阱的方法，在PDMS (聚二甲基硅氧烷)微流控通道中，通过光刻过程中的非均匀聚合，在玻璃基底上制备了聚丙烯酸乙二醇酯锥形微阱。这种非圆柱状的形状是通过紫外线照射形成的，并在冲洗步骤中通过从PDMS微流控通道中去除多馀的未聚合单体而进一步发展。结合非均匀的光聚合反应，这种洗涤过程产生了具有三维锥形形态的微阱，提供了形状和均匀性的控制。值得注意的是，该技术允许对微阱表面形貌进行额外的控制，即褶皱和光滑的表面。最后，研究了乙醇流量对孔径的影响。

Optrodes是向神经元传递光的神经探针，其辐照度至少为1mW / mm2。微电致发光二极管( MicroLED，简称微发光二极管)采用微透镜对光进行准直，可以在不增加微LED功耗的前提下提高辐照度，减少脑部过热。本文给出了能够准直微LED发出光的PDMS (聚二甲基硅氧烷)微透镜的FEM (有限元方法)模拟，保证了平均辐照度为310mW / mm2。在模拟微透镜的基础上，采用微加工工艺制备了微透镜阵列。利用AFM (原子力显微镜)和SEM (扫描电镜)对所制备阵列的PDMS微透镜之一进行了实验表征。微透镜的平均表面粗糙度为2.3 nm，基底直径为80 μ m，高度为55 μ m。还可以利用高斯光学确定微透镜焦距( 96μm )、数值孔径( 0.42 )、f数( 1.2 )和焦深( 2.66μm )。验证了该制备工艺，即使采用PDMS / PDMS脱模，也未对负模进行表面处理。

微针阵列( MNA )作为一种经皮给药技术，具有无痛、微创、用量精确等特点。本工作讨论并比较了本课题组利用MEMS技术制备的新型MNA模具。首先，我们介绍了利用LIGA ( Photolithography，Galvanogormung，Abformung )技术获得与X射线掩模图形相似的三维结构的平面图案到截面技术( PCT )方法。在此基础上，结合聚二甲基硅氧烷( PDMS )转移技术和电镀工艺，可制备金属MNA。第二种方法是采用硅湿法刻蚀结合SU-8工艺，利用PDMS转移技术获得PDMS四棱锥MNA。第三种方法是利用倾斜旋转光刻工艺，通过PDMS转移技术在SU - 8光刻胶上获得PDMS锥形MNA。3种工艺均采用平行减法制造方法，重现性和准确度误差范围为2 ~ 11 %。LIGA技术生产长径比高达30的中空MNA，用于血液提取和药物注射。通过雕刻工艺制备的MNA高度约为600 μ m，可以达到缓释效果，同时具有潜在的系统递送作用。紫外照射制备的MNA高度约为150 μ m，用于刺激皮下组织。