發(fā)布時間：2018-06-24 09:45

  本文選題：紫外光 + 聚甲基丙烯酸甲酯��； 參考：《大連理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)具有良好的透光性、機械性能和生物兼容性,而且加工簡單、易成形,己被廣泛用于制作微流控芯片。PMMA表面金屬圖形化是在微流控芯片上集成金屬微納米結構的一種主要方法。然而,金屬薄膜與PMMA基底之間的結合力較差,嚴重限制了金屬微納米結構在微流控芯片上的應用。為此,本文提出了一種紫外表面處理的方法,用于提高金屬薄膜與PMMA基底之間的結合強度。建立了一種PMMA紫外表面處理的工藝,并利用光刻和腐蝕方法在PMMA基底上制作了一種金微電極。利用膠帶測試、浸泡法、吹氣法、超聲破碎法等多種方法,測試了金薄膜與PMMA基底的結合強度,并與其它用于增強結合強度的方法進行了對比分析。結果發(fā)現(xiàn),利用本文提出的方法,獲得的金屬薄膜與PMMA基底的結合強度較高,而且金屬薄膜的一致性較好。研究了紫外表面處理提高金屬薄膜與PMMA結合強度的作用機理。利用傅里葉變換紅外光譜儀、X射線光電子能譜儀、液形分析儀、原子力顯微鏡和三維表面輪廓儀等設備,詳細研究了紫外處理后PMMA表面的元素、官能團含量和化學鍵的變化,以及表面親水性和粗糙度的變化。經過分析認為,紫外表面處理提高結合強度的作用機理為：紫外處理使得PMMA表面產生了羥基,同時其它極性含氧官能團的含量得到了提高,使PMMA表面富氧化,從而提高了金屬原子與PMMA基底的結合強度；此外,紫外處理增大了PMMA的表面粗糙度,也有助于提高金屬薄膜與PMMA基底的結合強度。作為上述紫外表面處理提高金屬薄膜與PMMA基底結合強度方法的應用,我們研制了一種集成銀微電極的PMMA納流控電化學芯片。芯片由一片納米溝道基片和一片微米溝道蓋片組成。在納米溝道基片上,集成了亞微米溝道和銀電極。其中,亞微米溝道作為一種篩子,用于堆積表面修飾了鏈霉親和素的二氧化硅納米顆粒,形成一種納米顆粒晶體；銀電極用于測量納米顆粒晶體的電導。在微米溝道蓋片上,集成了用于液體傳輸?shù)?條微米溝道和儲液池。研究了氧等離子體刻蝕PMMA納米溝道的速率,在優(yōu)化后的工藝參數(shù)下,平均刻蝕速率約為15nm/min,溝道粗糙度小于2nm。為了避免在芯片鍵合時亞微米溝道產生塌陷,研究了一種紫外輔助熱鍵合方法。該方法顯著降低了芯片鍵合溫度,亞微米溝道在寬度和深度方向上的變形量分別為2%和5%。利用該芯片,測得的生物素檢出限為1aM,檢測范圍為1aM至0.1nM。
[Abstract]:Polymethyl methacrylate ( PMMA ) has good transparency , mechanical properties and biocompatibility , and it is easy to be formed . It has been widely used to make micro - fluidic chip . The bonding strength between metal thin film and PMMA substrate is studied by using the method of FT - IR , X - ray photoelectron spectroscopy , liquid analyzer , atomic force microscope and 3D surface profilometer .
in addition , that ultraviolet treatment increase the surface roughness of the PMMA , and also helps to improve the bonding strength between the metal thin film and the PMMA substrate .
In order to avoid the collapse of sub - micron channel under optimized process parameters , the average etching rate is about 15nm / min and the channel roughness is less than 2 nm . In order to avoid the collapse of sub - micron channel during chip bonding , a UV - assisted thermal bonding method is studied .
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB306

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本文編號：2061104