软光刻用实验台.pdf

软光刻用实验台，包括箱体，箱体安装有单片机控制台，还安装有照明系统、加热系统、紫外光照系统及压力控制系统；箱体底部为一个水平度可调节的操作台，操作台上有夹具；箱体内顶部安装有光源装置，照明系统的日光灯、加热系统的碘钨灯和紫外光照系统的紫外灯安装在其中；加热系统还包括箱体内两侧壁上的温度传感器和操作台两侧的加热器；压力控制系统包括与箱体联通的真空泵，真空泵旁安装有气压表。该软光刻用实验台，成本相对低廉，可以实现元尘、恒温、压力可控、紫外光照等多种功能，满足普通实验室进行微传递模塑等软光刻操作的要求，解决了普通实验室因加工设备比较昂贵，难以购置软光刻所需的多台设备的问题。

1.软光刻用实验台，其特征在于：包括箱体(1)，箱体(1)安装有单片
机控制台(2)，还安装有照明系统、加热系统、紫外光照系统及压力控制系统；
箱体底部为一个水平度可调节的操作台(7)，操作台上有夹具；箱体(1)内顶
部安装有光源装置，照明系统的日光灯、加热系统的碘钨灯和紫外光照系统的
紫外灯安装在其中；加热系统还包括箱体(1)内两侧壁上的温度传感器(5)
和操作台(7)两侧的加热器(6)；压力控制系统包括与箱体(1)联通的真空
泵(4)，真空泵(4)旁安装有气压表。
2.根据权利要求1所述的软光刻用实验台，其特征在于：箱体(1)两侧
有2个圆孔与伸入箱内的操作手套相连接。

软光刻用实验台

技术领域

本发明涉及软光刻技术领域。

背景技术

微纳技术是现代科技的前沿研究方向之以，在很多领域都得到了广泛应用.
微纳加工技术作为微纳技术的基础，也因此获得了越来越广泛的需.传统微纳加
工主要依赖光刻-蚀刻方法，它对半导体，特别是集成电路产业的发展起到了重
要推动作用。但是，这种方法仪器昂贵，场地和人员要求都很高，很难广泛应
用。软光刻的出现，解决了传统微加工技术面临的很多难题。它以表面自组装
和复制模塑为基础，以表面有特定图案和微结构的弹性橡胶，如聚二甲基硅氧
烷(polydimethylsiloxane，PDMS)为母板，可以实现微接触印制(mierocontact
printing，CP)”，复制模塑(replica molding，REM)，微传递模塑(micro—transfer
molding，μTM)，毛细管微模塑(micromolding incapillaries，MIMIC)，溶剂辅助
的微模塑(solvent—assistedmicromolding，SAMIM)等多种加工方法。软光刻技术
具有操作方便、效率高、成本低、加工精度高、成型模式多样等很多优点，在
微纳加工领域得到了越来越广泛的应用。与光刻类似，在软光刻工艺流程中，
一个清洁无尘的环境是必要的。加工得到的微结构一般都是纳米或微米级的，
即使很细微的灰尘，都有可能影响到最终成型结构的质量。同时，在加工有机
材料时，常常需要对液态聚合物前体加热并恒温静置凝固。而且，由于液态前
体在聚合成型前会溶解一些气体，为了防止在成型后的聚合物中有气泡出现，
需要利用一定的真空度来除去溶液中的气体。此前，软光刻都需要在超净室或
者超净台上完成。而且，根据加工任务的不同，一般都需要真空烘箱等多台设
备才能实现。这样，加工设备一般都比较昂贵，普通实验室难以实现。

发明内容

本发明提供了一种成本相对低廉的软光刻用实验台，可以实现元尘、恒温、
压力可控、紫外光照等多种功能，满足普通实验室进行微传递模塑等软光刻操
作的要求，以解决普通实验室因加工设备比较昂贵，难以购置软光刻所需的多
台设备的问题。

该软光刻用实验台，包括箱体，箱体安装有单片机控制台，还安装有照明
系统、加热系统、紫外光照系统及压力控制系统；箱体底部为一个水平度可调
节的操作台，操作台上有夹具；箱体内顶部安装有光源装置，照明系统的日光
灯、加热系统的碘钨灯和紫外光照系统的紫外灯安装在其中；加热系统还包括
箱体内两侧壁上的温度传感器和操作台两侧的加热器；压力控制系统包括与箱
体联通的真空泵，真空泵旁安装有气压表。

箱体两侧有2个圆孔与伸入箱内的操作手套相连接。

该软光刻用实验台，成本相对低廉，可以实现元尘、恒温、压力可控、紫
外光照等多种功能，满足普通实验室进行微传递模塑等软光刻操作的要求，解
决了普通实验室因加工设备比较昂贵，难以购置软光刻所需的多台设备的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1-箱体，2-单片机控制台，3-气压表，4-真空泵，5-温度传感器；6-
加热器；7-操作台；8-光源装置。

具体实施方式

针对软光刻操作需求，实验台首先应该可以提供一个密闭的操作空间，以
排除空气中灰尘的影响。同时，针对PDMS等高聚物的加工要求，需要对液态
聚合物前体加热，并长时间保持在一定的温度，因此，实验台应该能实现恒温
功能。在液态高聚物成型前，会有气泡出现，需要密闭空间能达到一定真空度
来除去这些气泡。此外，紫外光源也需要集成到平台中，以用于部分高聚物的
加工。

如图1所示，该实验台的主体是一个密闭梯形箱体1，一个单片机控制台2
和一台真空泵4。箱体1外壳为2mm厚不锈钢板，前斜面是5mm厚有机玻璃面
板(观察窗口)，便于监测和观察加工过程。在紫外照射过程中，窗口由不透光盖
板遮盖，防止外界光线的干扰和紫外光对操作人员的伤害。箱体1两侧有2个
圆孔与伸入箱内的操作手套相连接。在不破坏封闭环境的情况下，可以通过操
作手套对箱内样品进行操作。箱体1内顶部有光源装置8，分别装有照明用的日
光灯，焙干用的碘钨灯和起固化作用的紫外灯。此外，箱体1还和压力控制系
统连接，保证箱体1内的真空度。压力控制系统包括与箱体1联通的真空泵4，
真空泵4旁安装有气压表3。箱体1内两侧壁上有温度传感器5，操作台7两侧
的用于较热的加热器6；箱体1底部为一个水平度可调节的操作台7，用来固定
待加工的基片材料。平台上的夹具用来保证固定的精度并在加工过程中产生适
当的压力。

控制台作为整个实验台的控制中心，是基于单片机的控制系统。它能实现
设定温度、测定温度以及自动恒温功能。同时还可以将照明系统、加热系统、
紫外光照及压力控制系统整合在一体，进行开关控制。

该试验台在一个密闭的小型箱体中集成了温度与压力控制、照明及紫外光
照、操作手套等组件，可以实现无尘、恒温、压力可控、紫外光照、无尘操作
等多种功能。该实验台可用于聚二甲基硅氧烷进行微传递模塑实验研究，考察
了温度、压力等对聚二甲基硅氧烷成模特性的影响。同时，还能利用聚二甲基
硅氧烷与聚亚胺脂的两次复制完成了硅微芯片结构向玻璃基底的转移。